마이크로파 범위의 고전력 트랜지스터. 국내 마이크로파 트랜지스터

모바일 통신을 위한 강력한 저전압 마이크로파 트랜지스터

잡지 "Radio"는 다양한 응용 분야를 위한 고전력 마이크로파 트랜지스터 생성 분야에서 Voronezh 전자 기술 연구소의 새로운 개발에 대해 독자들에게 지속적으로 알려줍니다. 이 기사에서는 MV 및 UHF 대역에서 0.5~20W의 출력 전력을 갖는 이동 통신용 마이크로파 트랜지스터 KT8197, KT9189, KT9192, 2T9188A, KT9109A, KT9193 그룹의 최신 개발 사항을 전문가 및 무선 아마추어에게 소개합니다. 현대 통신 장비의 기능 및 작동 매개변수에 대한 요구 사항이 강화됨에 따라 고전력 마이크로파 트랜지스터의 에너지 매개변수, 신뢰성 및 장치 설계에 대한 요구 사항이 더 높아졌습니다.

우선, 휴대용 및 휴대용 라디오 방송국은 기본 소스에서 직접 전원을 공급 받는다는 점을 명심해야 합니다. 이를 위해 일반적으로 5~15V의 전압을 갖는 화학 전류원(소형 셀 또는 배터리 배터리)이 사용됩니다. 감소된 공급 전압은 발전기 트랜지스터의 전력 및 증폭 특성에 제한을 부과합니다. 동시에, 고전력 저전압 마이크로파 트랜지스터는 전체 작동 주파수 범위에서 높은 에너지 매개변수(예: 전력 이득 KP 및 컬렉터 회로 효율 θK)를 가져야 합니다.

발전기 트랜지스터의 출력 전력이 컬렉터의 기본 고조파 전압의 제곱에 비례한다는 사실을 고려하면 공급 컬렉터 전압이 감소함에 따라 출력 전력 수준을 줄이는 효과는 다음과 같이 건설적으로 보상될 수 있습니다. 유용한 신호 전류의 진폭이 그에 따라 증가합니다. 따라서 복잡한 설계 및 기술적 문제를 해결하면서 저전압 트랜지스터를 설계할 때 컬렉터-이미터의 포화 전압을 낮추고 컬렉터의 임계 전류 밀도를 높이는 문제와 관련된 문제를 최적으로 해결해야 합니다.

기존 발전기 트랜지스터(Upit = 28V 이상에서 사용하도록 설계됨)에 비해 전류 밀도가 더 높은 모드에서 저전압 트랜지스터의 작동은 더 강렬한 발현을 억제해야 하기 때문에 장기적인 신뢰성 보장 문제를 악화시킵니다. 전류 운반 요소 및 접촉 금속층 트랜지스터 구조의 열화 메커니즘. 이를 위해 개발된 마이크로파 저전압 트랜지스터에는 신뢰성이 높은 다층 금 기반 금속화 시스템이 사용됩니다.

이 기사에서 논의된 트랜지스터는 공통 이미터 회로에서 스위치를 켤 때 클래스 C 전력 증폭기에서 기본적으로 사용하도록 설계되었습니다. 동시에 작동 지점이 안전 작동 영역 내에 있고 자동 생성 모드로 들어가는 것을 방지하기 위한 조치가 취해진 경우 공칭 값과 다른 전압 하에서 클래스 A, B 및 AB 모드에서의 작동이 허용됩니다. .

Upit이 공칭 값보다 작은 경우에도 트랜지스터는 작동 가능합니다. 그러나이 경우 전기 매개 변수의 값은 여권의 값과 다를 수 있습니다. 연속 동적 모드 RK.av max에서 컬렉터의 최대 허용 평균 소산 전력이 제한 값을 초과하지 않는 경우 IK max 값에 해당하는 전류 부하로 트랜지스터를 작동할 수 있습니다.

고려된 장치의 트랜지스터 구조 결정은 기본 기술에 따라 제조되고 공통된 구조적 및 기술적 특징을 갖기 때문에 모든 트랜지스터는 동일한 수준의 항복 전압을 갖습니다. 장치 사양에 따라 해당 범위는 이미터와 베이스 UEBmax 사이의 최대 허용 직접 전압 값으로 제한됩니다.< 3 В и максимально допустимого постоянного напряжения между коллектором и эмиттером UКЭ max < 36 В. При этом указанные значения пробивного напряжения справедливы для всего интервала рабочей температуры окружающей среды.

소형 버전으로 강력한 저전압 트랜지스터를 만드는 분야에서 한 단계 더 나아갈 수 있게 한 주요 개념적 아이디어는 일련의 패키지 없는 트랜지스터 KT8197, KT9189, KT9192를 만들 때 새로운 독창적인 디자인과 기술 솔루션을 개발하는 것이었습니다. . 아이디어의 핵심은 산화베릴륨으로 만든 세라믹 크리스탈 홀더와 유연한 캐리어(폴리이미드 필름)에 테이프 금속 리드를 기반으로 트랜지스터 디자인을 만드는 것입니다.

리드 프레임 형태의 특수 포토리소그래픽 패턴이 있는 테이프 캐리어는 단일 전도성 요소 역할을 하며, 다중 셀 트랜지스터 구조와 장치의 외부 리드에 대한 접점이 동시에 형성됩니다. 내부 테이프 강화의 모든 요소는 화합물로 밀봉됩니다. 금속화 세라믹 홀더 베이스의 크기는 2.5x2.5mm입니다. 크리스탈 홀더의 장착 표면과 리드는 금층으로 덮여 있습니다. 트랜지스터의 유형과 크기는 그림에 나와 있습니다. 1a. 비교를 위해 세라믹 금속 패키지(예: Motorola의 CASE 249-05)에서 가장 작은 외국 트랜지스터는 직경 7mm의 둥근 세라믹 베이스를 가지고 있습니다.

KT8197, KT9189, KT9192 시리즈의 트랜지스터 설계는 표면 실장 방법을 사용하여 인쇄 회로 기판에 설치할 수 있습니다. 이러한 트랜지스터 사용에 대한 권장 사항에 따라 외부 리드 납땜은 125 ... 180 ° C의 온도에서 5 초 이내에 수행되어야합니다.

전기 및 열 매개변수 측면에서 예비 실현 덕분에 패키지되지 않은 마이크로파 트랜지스터의 소비자 기능 영역을 크게 확장할 수 있었습니다. 특히 공칭 전압 값이 Upit = 7.5V인 KT8197 시리즈와 KT9189, KT9192(12.5V) 시리즈의 트랜지스터의 경우 동적 모드에서 안전 작동 영역의 경계가 Upit max = 15V로 확장됩니다. 공칭 값에 비해 공급 전압이 높으면 휴대용 송신기의 출력 전력 레벨을 높이고 이에 따라 무선 범위를 늘릴 수 있습니다. 트랜지스터는 전체 작동 온도 범위에 걸쳐 연속 동적 모드에서 전력 손실을 줄이지 않고 작동할 수 있습니다.

일반적으로 이러한 트랜지스터를 개발할 때 근본적으로 소형화는 물론 원가 절감 문제도 해결됐다. 그 결과, 트랜지스터는 세라믹-금속 패키지를 적용한 동급 외국 트랜지스터보다 가격이 약 5배 더 저렴한 것으로 나타났다. 개발된 소형 마이크로파 트랜지스터는 개별 부품의 형태로 전통적인 사용과 하이브리드 마이크로 회로 RF 전력 증폭기의 일부로 가장 폭넓게 응용될 수 있습니다. 착용 가능한 휴대용 라디오 방송국에서 그 사용이 가장 효과적이라는 것은 분명합니다.

모바일 송신기의 출력 단계는 일반적으로 자동차 배터리에서 직접 전원을 공급받습니다. 출력 단계용 트랜지스터는 정격 공급 전압 Upit=12.5V용으로 설계되었습니다. 각 통신 범위에 대한 파라메트릭 트랜지스터 시리즈는 휴대용 송신기 Pout=20W에 허용되는 최대 출력 전력 레벨 제공을 고려하여 구축되었습니다. 고전력 저전압 마이크로파 트랜지스터(Pout > 10W)의 개발은 보다 복잡한 설계 문제와 관련이 있습니다. 또한, 마이크로파 구조의 대형 결정에서 동적 전력을 추가하고 열을 제거하는 문제가 있습니다.

파워 트랜지스터 크리스털의 토폴로지는 낮은 임피던스를 특징으로 하는 고도로 발달된 이미터 구조를 가지고 있습니다. 필요한 주파수 대역을 제공하고 매칭을 단순화하며 전력 이득을 높이기 위해 입력에서 내부 매칭을 위한 LC 회로가 트랜지스터에 내장되어 있습니다. 구조적으로 LC 회로는 MIS 커패시터와 유도 요소 역할을 하는 와이어 리드 시스템을 기반으로 하는 마이크로어셈블리 형태로 만들어집니다.

VHF 대역에서 사용하기 위해 이전에 개발된 2T9175 시리즈 트랜지스터의 전력 범위를 개발하면서 트랜지스터 2T9188A(Pout = 10W) ​​및 KT9190A(20W)가 만들어졌습니다. UHF 범위의 경우 트랜지스터 KT9193A(Pout \u003d 10W) ​​및 KT9193B(20W)가 개발되었습니다. 트랜지스터는 표준 KT-83 패키지로 제작됩니다(그림 1b 참조).

이 세라믹-금속 패키지를 한 번에 사용하면 외부 요인에 대한 요구 사항이 증가하고 가혹한 기후 조건에서도 작동할 수 있는 기능을 갖춘 전자 장비용 신뢰성이 높은 이중 목적 트랜지스터를 만드는 것이 가능해졌습니다. 출력 전력 Pout = 10W, Pout = 20W(+40 ~ +125°C)를 갖는 트랜지스터와 관련하여 +60°C의 케이스 온도에서 신뢰성을 보장하기 위해 허용 가능한 최대 평균 전력 손실 연속 동적 모드에서는 РК.ср max=(200-Тkorp)/RT.p-to 공식에 따라 선형 감소해야 합니다(여기서 Тkorp - 케이스 온도, °С; RT.p-to - 전환의 열 저항- 케이스 접합, °С/W).

현재 러시아에서는 NMT-450i 표준(450MHz 주파수)에 따라 연방 무선 통신 네트워크가 구축되고 있습니다. 개발된 장치 KT9189, 2T9175, 2T9188A, KT9190A 시리즈는 국내 트랜지스터 요소 기반을 기반으로 하는 장비 시장의 해당 부문의 요구를 거의 완벽하게 충족할 수 있습니다.

또한 1995년부터 러시아는 GSM 표준(900MHz) 내 모바일 가입자 통신용 셀룰러 시스템과 미국 AMPS 표준(800MHz)에 따른 지역 통신용 셀룰러 시스템의 연방 네트워크를 배포해 왔습니다. UHF에서 이러한 셀룰러 무선 통신 시스템을 생성하려면 출력 전력이 0.5W 및 2W인 KT9192 시리즈와 출력 전력이 10W 및 20W인 KT9193 시리즈의 소형 트랜지스터를 사용할 수 있습니다.

장비 소형화 문제에 대한 해결책과 그에 따른 요소 기반은 웨어러블 휴대용 무선 송신기뿐만 아니라 영향을 미쳤습니다. 많은 경우, 휴대용 무선 통신 장비는 물론 특수 목적 장비의 경우 고출력 마이크로파 저전압 트랜지스터의 무게와 크기를 줄여야 할 필요성이 있습니다.

이러한 목적을 위해 트랜지스터 2T9175A-4-2T9175V-4, 2T9188A-4, KT9190A-4, KT9193A-4, KT9193B-4를 기반으로 KT-83(그림 1, c)을 기반으로 한 수정된 플랜지 없는 하우징 설계가 개발되었습니다. 생산됩니다. 이들의 전기적 특성은 표준 설계의 해당 트랜지스터와 유사합니다. 이 트랜지스터는 크리스탈 홀더를 방열판에 직접 저온 납땜하여 장착합니다. 납땜 공정 중 체온은 +150°C를 초과해서는 안 되며, 총 가열 및 납땜 시간은 2분을 초과해서는 안 됩니다.

고려되는 트랜지스터의 주요 기술적 특성이 표에 나와 있습니다. 1. 모든 트랜지스터의 콜렉터 회로 효율은 55%입니다. 최대 허용 DC 콜렉터 전류 값은 전체 작동 온도 범위에 해당합니다.

1 번 테이블

트랜지스터 작동 주파수 범위, MHz 출력 전력, W 전력 이득, 시간 공급 전압, V 최대 허용 평균 라스. 상태의 전력. 동적 모드, W 최대 허용 DC 콜렉터 전류, A 주변 온도의 최대 허용 값, °С 최대 허용 케이스 온도, °С 최대 허용 접합 온도, °C 열 저항 전이 - 케이스, °С/W 컬렉터 커패시턴스, pF 이득 주파수 제한, MHz
KT8197A-2 30...175 0,5 15 7,5 2 0,5 -45...+85 - 160 - 5 400
KT8197B-2 2 10 5 1 15
KT8197V-2 5 8 8 1,6 25
KT9189A-2 200...470 0,5 12 12,5 2 0,5 -45...+85 - 160 - 4,5 1000
KT9189B-2 2 10 5 1 13
KT9189V-2 5 6 8 1,6 20 900
KT9192A-2 800...900 0,5 6 12,5 2 0,5 -45...+85 - 160 - 4,5 1200
KT9192B-2 2 5 5 1,6 13
2T9175A; 2T9175A-4 140...512 0,5 10 7,5 3,75 0,5 -60 125 200 12 10 900
2T9175B; 2T9175B-4 2 6 7,5 1 6 16
2T9175V; 2T9175V-4 5 4 15 2 3 30 780
2T9188A; 2T9188A-4 200...470 10 5 12,5 35 5 -60 125 200 4 50 700
KT9190A; KT9190A-4 200...470 20 - 12,5 40 8 -60 125 200 3 65 720
KT9193A; KT9193A-4 800...900 10 4 12,5 23 4 -60 125 200 5 35 1000
KT9193B; KT9193B-4 20 - 40 8 3 60

그림에. 그림 2,a는 트랜지스터 2T9188A, KT9190A의 전체 회로를 보여줍니다. 2,b - KT8197, KT9189, KT9192, 2T9175 시리즈의 트랜지스터(l은 납땜 경계에서 밀봉 커버의 접착 이음새 또는 크리스탈 홀더의 밀봉 코팅까지의 거리입니다. 이 거리는 권장 사항에 규정되어 있습니다. 사양에 마이크로파 트랜지스터를 사용하므로 트랜지스터의 반응성 요소를 계산할 때 고려해야 합니다. 다이어그램에 표시된 반응 요소의 매개 변수는 표에 요약되어 있습니다. 2. 이러한 매개변수는 개발 중인 장치의 증폭 경로의 매칭 회로를 계산하는 데 필요합니다.

새로운 트랜지스터 소자 기반의 개발은 현대적인 전문 상업용 및 아마추어 무선 통신 장비의 제작과 전기적 매개변수를 개선하고 무게, 크기 및 비용을 줄이기 위해 이미 개발된 장비를 개선할 수 있는 광범위한 전망을 열어줍니다.

표 2

트랜지스터의 반응성 요소의 매개변수 트랜지스터
2T9175A; 2T9175A-4 2T9175B; 2T9175B-4 2T9175V; 2T9175V-4 2T9188A; 2T9188A-4 KT9190A; KT9190A-4 KT9193A; KT9193A-4 KT9193B; KT9193B-4 KT8197A-2; KT9189A-2; KT9192A-2 KT8197B-2; KT9189B-2; KT9192B-2 KT8197V-2; KT9189V-2
L B1 , nH 3 2,3 1,8 0,66 0,73 1 0,84 0,19 0,1 0,2
L B2 , nH - - - 0,17 0,38 0,58 0,37 - - -
L E1 , nH 0,5 0,35 0,28 0,16 0,15 0,26 0,19 0,22 0,12 0,12
L E2 , nH - - - 0,2 0,22 0,31 0,26 - - -
L K1 , nH 1,25 1,1 1 0,61 0,57 0,71 0,61 0,59 0,59 0,59
C1, pF - - - 370 600 75 150 - - -

문학

  1. 평가자 V., Kozhevnikov V., Kosoy A. 러시아 엔지니어에 대한 과학적 검색. 고출력 마이크로파 트랜지스터의 개발 동향. - 라디오, 1994, No. 6, p. 2, 3.
  2. 평가자 V., Kozhevnikov V., Kosoy A. 새로운 마이크로파 트랜지스터. - 라디오, 1996, No. 5, p. 57, 58.
  3. Asessorov V., Asessorov A., Kozhevnikov V., Matveev S. 전력 증폭기용 선형 마이크로파 트랜지스터. - 라디오, 1998, No. 3, p. 49-51.
  4. 육상 이동 서비스의 각도 변조 라디오 방송국. GOST 12252-86 (ST SEV 4280-83).

읽고 쓰기유용한

햄 라디오 핸드북

REA 및 그 기본 기반의 현재 개발 수준을 통해 현재 최대 5kW의 출력 전력을 갖춘 완전한 고체 VHF FM 및 TV 송신기를 만들 수 있습니다. 광대역 트랜지스터 증폭기를 기반으로 한 증폭 경로는 진공관 증폭기에 비해 여러 가지 장점이 있습니다. 고체 트랜스미터는 신뢰성이 더 높고, 전기적으로 안전하며, 사용하기 쉽고 제조하기도 쉽습니다.

송신기의 블록 모듈식 설계를 사용하면 터미널 증폭기 장치 중 하나가 고장나더라도 방송이 중단되지 않습니다. 왜냐하면 장치가 교체될 때까지 전송은 감소된 전력으로만 계속되기 때문입니다. 또한, 트랜지스터 증폭기의 광대역 경로는 작동 주파수 대역 내의 특정 채널에 대한 추가 튜닝이 필요하지 않습니다.

일반적으로 송신기의 신뢰성은 주로 사용되는 능동 구성요소의 신뢰성에 달려 있다고 인정됩니다. MTBF를 크게 증가시키는 설계 기능과 제조 기술을 제공하는 최신 고전력 선형 마이크로파 트랜지스터의 사용 덕분에 솔리드 스테이트 송신기의 신뢰성을 높이는 문제가 근본적인 해결책을 얻었습니다.

VHF FM 및 고출력 텔레비전 송신기의 기술 및 경제 지표에 대한 요구 사항이 증가하고 고출력 실리콘 바이폴라 트랜지스터 생성 분야에서 달성된 국내 기술 수준은 새로운 종류의 장치 개발을 자극했습니다. 고전력 선형 마이크로파 트랜지스터. 전자 기술 연구소(Voronezh)는 미터 및 데시미터 파장 범위에 사용하기 위해 광범위한 제품을 개발하고 생산합니다.

트랜지스터는 고전력 텔레비전 및 라디오 방송 송신기, 중계기, 특히 사운드 및 이미지 신호의 공동 증폭 기능이 있는 텔레비전 중계기 및 셀룰러 통신 시스템 기지국의 다중 채널 신호 증폭기에 사용하도록 특별히 설계되었습니다. . 이 트랜지스터는 전송 특성의 선형성에 대한 매우 엄격한 요구 사항을 충족하고 전력 소비에 대한 마진을 가지며 결과적으로 신뢰성이 향상됩니다.

구조적으로 이러한 트랜지스터는 금속-세라믹 케이스로 만들어집니다. 그들의 모습은 그림 1에 나와 있습니다. 1 (기사에 언급된 모든 트랜지스터의 경우가 표시되지는 않습니다. 누락된 트랜지스터는 기사에서 볼 수 있습니다). 정밀한 등면 기술을 사용하여 트랜지스터 구조의 높은 선형 및 주파수 특성이 실현됩니다. 확산층은 서브미크론 설계 비율을 갖습니다. 토폴로지의 이미터 요소 너비는 약 1.5μm이며 주변이 극도로 발달되어 있습니다.

2차 전기 및 열 파괴로 인한 고장을 제거하기 위해 트랜지스터 구조는 2층 에피택셜 콜렉터와 이미터 안정화 저항을 갖춘 실리콘 칩에 형성됩니다. 또한 트랜지스터는 금 기반 다층 금속화를 사용하여 장기적인 신뢰성을 확보합니다.

전력 손실이 50W를 초과하는 선형 트랜지스터(KT9116A, KT9116B, KT9133A 제외)는 일반적으로 구조적으로 내장된 LC 입력 정합 회로를 가지며, 이는 내장 기반 마이크로어셈블리 형태로 만들어집니다. MIS 커패시터 및 와이어 리드 시스템. 내부 정합 회로를 통해 동작 주파수 대역을 확장하고, 입출력 정합을 단순화하며, 주파수 대역에서 전력 이득 Cp를 높일 수 있습니다.

동시에 이러한 트랜지스터는 "균형"을 이루고 있습니다. 즉, 하나의 플랜지에 두 개의 동일한 트랜지스터 구조가 공통 이미터로 통합되어 있음을 의미합니다. 이러한 건설적이고 기술적인 해결책은 공통 전극의 출력 인덕턴스를 줄이는 것을 가능하게 하며, 주파수 대역 확장 및 매칭 단순화에도 기여합니다.

평형 트랜지스터의 푸시풀 스위치를 켜면 중간점의 전위는 이론적으로 0과 동일하며 이는 인위적인 "접지" 조건에 해당합니다. 이러한 포함은 실제로 동일한 출력 신호 레벨에서 단일 사이클 임피던스에 비해 출력 복소 임피던스를 약 4배 증가시키고 유용한 신호 스펙트럼에서 고조파 성분까지 효과적으로 억제합니다.

텔레비전 방송의 품질은 주로 전자 경로의 전달 특성이 얼마나 선형적인지에 달려 있다는 것은 잘 알려져 있습니다. 선형성 문제는 주파수 스펙트럼에 결합 성분이 나타나기 때문에 이미지와 사운드 신호의 공동 증폭을 위한 노드를 설계할 때 특히 심각합니다. 따라서 국내 트랜지스터의 전달특성의 선형성 추정을 위해 해외 전문가들이 제안한 3톤법을 3차 결합성분의 억제수준으로 채택하였다.

이 방법은 이미지 캐리어 주파수의 신호 비율이 -8dB인 실제 텔레비전 신호의 분석을 기반으로 합니다. 엔벨로프 피크의 출력 전력을 기준으로 측대역 주파수는 -16dB이고 오디오 반송파 주파수는 -7dB입니다. 주파수 및 전력 범위에 따라 결합 증폭용 트랜지스터는 일반적으로 MOH의 조합 구성 요소 계수 값을 -53 ... -60dB 이하로 제공해야 합니다.

해외에서는 조합 부품의 억제를 엄격하게 규제하면서 고려 중인 마이크로파 트랜지스터 종류를 초선형 트랜지스터라고 불렀습니다. 이러한 높은 수준의 선형성은 일반적으로 전달 특성의 최대 모드 선형화를 수행할 수 있는 클래스 A 모드에서만 실현된다는 점에 유의해야 합니다.

표에서 볼 수 있듯이 미터 범위에는 출력 피크 전력이 각각 5.15, 30 및 50W인 KT9116A, KT91166, KT9133A 및 KT9173A 장치로 표시되는 여러 트랜지스터가 있습니다. 데시미터 파 범위에서 이러한 시리즈는 РВВ1Х, PIK가 0.5, 1.3.5, 8 및 25W인 장치 KT983A, KT983B, KT983V, KT9150A 및 POS로 표시됩니다.

초선형 트랜지스터는 일반적으로 텔레비전 중계기의 공동 증폭기(클래스 A 모드)와 최대 100와트의 전력을 갖는 송신기의 전력 증폭기 모듈에 사용됩니다.

그러나 강력한 송신기의 출력단에는 유리한 에너지 모드에서 작동할 때 필요한 선형 동적 범위의 상한 수준을 제공하는 더 강력한 트랜지스터가 필요합니다. 클래스 AB 모드에서 분할 증폭을 적용하면 높은 신호 레벨에서 허용 가능한 고조파 왜곡을 얻을 수 있습니다.

트랜지스터 작동의 열물리학적 조건 분석과 단일 톤 신호의 선형성 형성 특징을 기반으로 일련의 마이크로파 트랜지스터가 클래스 AB의 작동 모드를 위해 특별히 개발되었습니다. 외국 방법에 따른 이러한 장치 특성의 선형성은 단일 톤 신호의 전력 측면에서 이득의 압축 (압축) 수준, 즉 압축 비율 Kszh 또는 기타 방식으로 추정됩니다. 특정 정규화 된 Kszh.

클래스 AB 모드의 미터파 범위에 사용하기 위해 이제 출력 전력이 200W인 KT9151A 트랜지스터와 300W의 KT9174A 트랜지스터가 있습니다. 데시미터 범위의 경우 출력 전력이 15 ~ 150W인 트랜지스터 2T9155A, KT9142A, 2T9155B, KT9152A, 2T9155V, KT9182A가 개발되었습니다.

NEC 전문가들은 처음으로 100W 전력의 이미지 및 사운드 신호를 공동 증폭하여 데시미터 범위의 모듈식 고체 송신기를 만들 수 있는 가능성을 시연했습니다. 나중에 유사한 송신기가 국내 고전력 마이크로파 트랜지스터(12, 9)에 만들어졌습니다. 특히, 클래스 A 모드에서 100와트 공동 증폭 모듈을 생성할 때 강력한 트랜지스터 KT9151A 및 KT9152A의 사용 범위를 확장하는 독창적인 연구를 설명합니다. 이 모드에서는 전력이 공급될 때 조합 구성 요소를 억제할 수 있음을 보여줍니다. 클래스 AB 모드에서 공칭보다 3~4배 적게 사용됩니다.

노보시비르스크 주립 기술 대학의 전문가들은 별도의 증폭 기능을 갖춘 텔레비전 전력 증폭기 모듈에 국내 고전력 마이크로파 트랜지스터를 사용하는 방법에 대한 연구를 수행했습니다.

그림에. 도 2는 250와트의 출력 피크 전력을 갖는 텔레비전 채널 1 내지 5에 대한 이미지 신호 전력 증폭기의 블록도이다. 증폭기는 이미지 신호와 사운드 신호를 별도로 증폭하는 방식에 따라 만들어졌습니다. 채널 6~12의 경우 증폭기는 필요한 이득을 얻기 위해 클래스 A 모드에서 작동하는 KT9116A 트랜지스터에 중간 스테이지를 추가하여 유사한 방식으로 수행됩니다.

출력단에서 KT9151A 트랜지스터는 클래스 AB로 작동합니다. 균형 잡힌 푸시 풀 방식에 따라 조립됩니다. 이를 통해 "피더 에코"가 전혀 없고 -35dB 이하의 고조파 성분 레벨에서도 상당히 간단한 정합 회로를 사용하여 정격 출력 전력을 얻을 수 있습니다. 증폭기의 진폭 특성의 비선형성은 각 단계의 동작점 오프셋을 선택하고 여자기 비디오 변조기의 비선형성을 수정하여 작은 신호로 설정됩니다.

텔레비전 채널 21-60에 대한 전력 증폭기의 블록 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 3. 앰프의 출력단도 밸런스 푸시풀 방식으로 만들어졌습니다.

채널 6~12, 21~60의 증폭기 출력 단계에서 광대역 매칭과 비대칭 부하에서 대칭 부하로의 전환을 보장하기 위해 2링크 저역 통과 필터가 교정 회로로 사용됩니다. 매칭 회로의 첫 번째 링크의 인덕턴스는 인쇄 회로 기판의 일반 토폴로지 요소에 있는 스트립 마이크로라인 섹션 형태로 구현됩니다. 두 번째 링크의 코일은 트랜지스터 베이스의 출력입니다.

이 증폭기의 구조는 그림 1에 해당합니다. 2 및 3. 증폭 단계의 입력에서 전력을 분리하고 출력에서 ​​전력을 추가하며 입력과 출력을 표준 부하와 일치시키는 작업은 3dB 방향성 커플러를 사용하여 수행되었습니다. 구조적으로 각 커플러는 차폐 케이스에 배치된 프레임에 이중선 권선(쿼터 웨이브 라인) 형태로 만들어집니다.

따라서 현대의 가정용 선형 마이크로파 트랜지스터를 사용하면 최대 250W의 강력한 텔레비전 증폭기 모듈을 만들 수 있습니다. 이러한 모듈의 배터리를 사용하면 안테나 피더 경로에 제공되는 출력 전력을 최대 2kW까지 늘릴 수 있습니다. 송신기의 일부로서 개발된 증폭기는 전기적 특성 및 신뢰성에 대한 모든 최신 요구 사항을 충족합니다.

강력한 선형 마이크로파 트랜지스터는 최근 셀룰러 통신 시스템의 기지국용 전력 증폭기 구성에도 널리 사용되기 시작했습니다.

기술 수준에 따라 NIIET가 개발한 강력한 마이크로파 선형 트랜지스터는 현대 방송, 텔레비전 및 기타 국가 경제 및 아마추어 무선 장비를 만들기 위한 요소 기반으로 사용될 수 있습니다.

준비된 재료
A. 평가자, V. 평가자, V. Kozhevnikov, S. Matveev Voronezh

문학
1. Hlraoka K., FuJIwara S., IkegamI T. 등. 고전력 모든 고체 UHF 송신기.- NEC Pes. & 개발하다. 1985.~79, p. 61-69.
2. 평가자 V., Kozhevnikov V., Kosoy A. 러시아 엔지니어에 대한 과학적 검색. 고출력 마이크로파 트랜지스터의 개발 동향 - Radio, 1994, No. 6, p. 2.3.
3. 광대역 무선 송신기. 에드. Alekseeva O. A. - M .: 커뮤니케이션, 1978, p. 304.
4. FuJIwurdS., IkegamI T., Maklagama I. 등 SS 시리즈 솔리드 스테이트 텔레비전 송신기. -NEC 결의안. & 개발하다. 1989. No. 94, p. 78-89.
5. Assessorov V., Kozhevnikov V., Kosoy A. 방송, 텔레비전 및 통신에 사용되는 고전력 마이크로파 트랜지스터의 개발 동향.
- 전자 산업. 1994. No. 4, p. 76-80.
6. 평가자 V., Kozhevnikov V.. Kosoy A. 새로운 마이크로파 트랜지스터. - 라디오. 1996. 5호, p. 57.58.
7. Mipler O. 유선 TV용 데시미터 범위의 초선형 강력한 트랜지스터 - TIIER, 1970. vol. 58. No. 7. 와 함께. 138-147.
8. Kojlwara Y., Hlrakuwa K., Sasaki K. 등 고유전성 기판을 갖춘 UHF 고전력 트랜지스터 증폭기. - NEC Res- & 개발. 1977. No. 45, p. 50-57.
9. Grebennikov A., Nikiforov V., Ryzhikov A. VHF FM 및 TV 방송용 강력한 트랜지스터 증폭기 모듈.- Electrosvyaz. 1996년, 3호, p. 28-31.

마이크로파 트랜지스터는 텔레비전 및 라디오 방송 송신기, 중계기, 민간 및 군용 레이더, 셀룰러 통신 시스템의 기지국, 항공 전자 공학 등 인간 활동의 다양한 영역에서 사용됩니다.

최근에는 마이크로파 트랜지스터 생산을 위한 바이폴라 기술에서 VDMOS(Vertical Diffusion Metal Oxide Semiconductors) 및 LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductors) 기술로 전환하는 추세가 눈에 띕니다. 가장 진보된 LDMOS 기술은 선형성, 이득, 열 성능, 불일치 허용 오차, 고효율, 전력 소비 마진, 신뢰성과 같은 최고의 기능을 갖추고 있습니다. 필립스 트랜지스터는 탁월한 로트-배치 반복성을 자랑하며 필립스는 이를 자랑스럽게 생각합니다. 고장난 트랜지스터를 교체할 때 트랜지스터의 모든 매개변수가 완전히 동일하므로 장비를 다시 설정하는 과정에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 필립스 경쟁사 중 누구도 이것을 자랑할 수 없습니다.

필립스의 모든 새로운 개발은 새로운 최신 LDMOS 기술을 기반으로 합니다.

셀룰러 기지국용 트랜지스터

필립스는 케이스에 포장된 트랜지스터 외에도 통합 모듈을 생산합니다.

표 4. 주요 통합 모듈
유형 파우트, W 기술 빈도 적용분야
BGY916 19 양극성 900MHz GSM
BGY916/5 19 양극성 900MHz GSM
BGY925 23 양극성 900MHz GSM
BGY925/5 23 양극성 900MHz GSM
BGY2016 19 양극성 1800-2000MHz GSM
BGF802-20 4 LDMOS 900~900MHz CDMA
BGF 844 20 LDMOS 800-900MHz GSM/EDGE(미국)
BGF944 20 LDMOS 900-1000MHz GSM/EDGE(유럽)
BGF1801-10 10 LDMOS 1800-1900MHz GSM/EDGE(유럽)
BGF1901-10 10 LDMOS 1900-2000MHz GSM/EDGE(미국)

통합 모듈의 특징:

  • LDMOS 기술(방열판에 직접 납땜, 선형성, 더 높은 이득), o 더 낮은 왜곡,
  • 구리 플랜지 사용으로 인한 반도체 발열 감소, o 통합된 온도 오프셋 보상,
  • 50옴 입력/출력,
  • 선형 증폭,
  • 다양한 표준(EDGE, CDMA)을 지원합니다.

BGF0810-90

  • 출력 전력: 40W,
  • 게인: 16dB,
  • 효율성: 37%,

BLF1820-90

  • 출력 전력: 40W,
  • 게인: 12dB,
  • 효율성: 32%,
  • 인접 채널 전력 감쇠 ACPR: -60dB,
  • EVM 오류 벡터 진폭: 2%.

방송국용 트랜지스터

지난 25년 동안 필립스는 이 분야에서 선두를 유지해 왔습니다. LDMOS 기술(BLF1xx, BLF2xx, BLF3xx, BLF4xx, BLF5xx 시리즈)의 최신 발전을 사용하면 시장에서의 입지를 지속적으로 강화할 수 있습니다. 예를 들어 TV 송신기용 BLF861 트랜지스터의 큰 성공을 들 수 있습니다. 경쟁사 트랜지스터와 달리 BLF861은 안테나 연결이 끊어졌을 때 오류로부터 보호되는 신뢰성과 안정성이 뛰어난 요소임이 입증되었습니다. 안정성 측면에서 경쟁사 중 어느 누구도 BLF861의 특성에 근접할 수 없습니다. 이러한 트랜지스터의 주요 응용 분야는 HF ~ 800MHz 주파수용 송신기, 개인 라디오 방송국 PMR(TETRA), 민간 및 군사용 VHF 송신기 등입니다.

표 5. L-대역 및 S-대역 레이더 트랜지스터

유형 F, GHz Vcc,B Tp, ms 계수. 충전, % 전력, W 능률,% 이득, dB
L-밴드 RZ1214B35Y 1,2-1,4 50 150 5 >35 >30 >7
RZ1214B65Y 1,2-1,4 50 150 5 >70 >35 >7
RX1214B130Y 1,2-1,4 50 150 5 >130 >35 >7
RX1214B170W 1,2-1,4 42 500 10 >170 >40 >6
RX1214B300Y 1,2-1,4 50 150 5 >250 >35 >7
RX1214B350Y 1,2-1,4 50 130 6 >280 >40 >7
법안 21435 1,2-1,4 36 100 10 >35 45 >13
BLL1214-250 1,2-1,4 36 100 10 >250 45 >13
S밴드 BLS2731-10 2,7-3,1 40 100 10 >10 45 9
BLS2731-20 2,7-3,1 40 100 10 >20 40 8
BLS2731-50 2,7-3,1 40 100 10 >50 40 9
BLS2731-110 2,7-3,1 40 100 10 >110 40 7,5
상부 S-밴드 BLS3135-10 3,1-3,5 40 100 10 >10 40 9
BLS3135-20 3,1-3,5 40 100 10 >20 40 8
BLS3135-50 3,1-3,5 40 100 10 >50 40 8
BLS3135-65 3,1-3,5 40 100 10 >65 40 >7
표 6. 항공전자 트랜지스터

유형 F,GHz Vcc,B Tp, ms 계수. 충전, % 전력, W 능률,% 이득, dB
양극성 MZ0912B50Y 0,96-1,215 50 10 10 >50 >42 >7
MX0912B100Y 0,96-1,215 50 10 10 >100 >42 >7
MX0912B251Y 0,96-1,215 50 10 10 >235 >42 >7
MX0912B351Y 0,96-1,215 42 10 10 >325 >40 >7
LDMOS

Vds




BLA1011-200 1,03-1,09 36 50 1 >200 50 15
BLA1011-10 1,03-1,09 36 50 1 >10 40 16
BLA1011-2 1,03-1,09 36 50 1 >2 - 18

트랜지스터의 주요 특징 BLF861A

  • 푸시풀 트랜지스터(푸시풀 증폭기),
  • 150W 이상의 출력 전력,
  • 13dB 이상의 이득,
  • 효율성 50% 이상,
  • 470~860MHz 대역(IV 및 V 대역)을 포괄합니다.
  • 오늘날 TV 송신기의 산업 표준입니다.

새로운 트랜지스터 모델 BLF647

  • BLF861A를 기반으로 설계되었으며,
  • 600MHz에서 16dB의 큰 이득,
  • 최대 출력 전력 150W,
  • 1.5~800MHz 대역을 커버하며,
  • 신뢰할 수 있고, 불일치에 강하고,
  • 안테나 단선에 강하고,
  • HF 및 VHF 주파수에서 작동할 수 있는 저항이 내장되어 있습니다.
  • 푸시풀 트랜지스터(푸시풀 증폭기).

트랜지스터 BLF872

  • BLF861A를 대체할 더욱 강력한 제품으로 개발되고 있으며,
  • 2004년 1분기 생산 시작,
  • 최대 출력 전력 250W,
  • 불일치에 대한 저항 측면에서 가장 신뢰할 수 있는 트랜지스터,
  • 선형성을 유지하고,
  • 신뢰성을 유지하고,
  • 20년 동안 현재 변위 Idq가 10% 미만,
  • 14dB 이상 이득,
  • 470~860MHz 대역을 커버합니다.

레이더 및 항공전자공학용 트랜지스터

레이더 및 항공전자공학을 위한 새로운 필립스 트랜지스터도 최첨단 LDMOS 기술을 사용하여 제조되었습니다. LDMOS 기술을 사용하여 만든 크리스털은 발열이 적고 신뢰성이 높으며 증폭이 높으며 기판과 방열판 사이에 절연체가 필요하지 않습니다. 따라서 동일한 성능을 달성하는 데 필요한 트랜지스터 수가 줄어들어 신뢰성이 더욱 향상되고 제품 비용이 절감됩니다.

새로운 개발:

BLA0912-250

  • 960~1250MHz 대역(모든 주요 항공전자 주파수),
  • 최대 13dB의 고이득,
  • 신뢰성, 위상 불일치에 대한 저항 5:1,
  • 선형성,
  • 샘플은 2003년 6월부터 이용 가능합니다.

BLS2934-100

  • 2.9~3.4GHz 대역(모든 주요 항공전자 주파수),
  • 표준 비압력 하우징 사용,
  • 샘플은 2003년 말까지 제공될 예정입니다.

요약하자면, Philips는 시대에 맞춰 움직이고 있으며 더 작은 크기, 더 높은 전력 출력, 더 적은 수의 배관 구성 요소 및 더 낮은 최종 제품 비용과 같은 고급 기능을 갖춘 새로운 장치를 가능하게 하는 트랜지스터를 제공하고 있습니다.

트랜지스터 매개변수
n-p-n Ukb mA/V의 Ikbo Ueb mA/V의 Iebo h21e 단위 Frp MHz SK pf t에서 ps로 Ukb 최대 V 우케 맥스 V Ueb 최대 V 난 최대 A 나는 임프 A에게 Ib 최대 A P 최대 W Rt 최대 W
2T606A 1/65 0,1/4 3,5 0,01 0,4 0,8 0,1 0,8 2,5
KT606A 1,5/65 0,3/4 0.012 0,4 0,8 0,1 0,8 2,5
KT606B 1,5/65 0,3/4 0,012 0,4 0,8 0,1 0,6 2,0
2T607A-4 해당사항 없음 해당사항 없음 0,125 해당사항 없음 해당사항 없음 0,3 1,0
KT607A-4 해당사항 없음 해당사항 없음 0,15 해당사항 없음 해당사항 없음 0.9 1.5
KT607B-4 해당사항 없음 해당사항 없음 4,5 0,15 해당사항 없음 해당사항 없음 0,8 1,5
2T610A 0,5/20 0,1/4 50-250 4,1 0,3 해당사항 없음 해당사항 없음 1,5 해당사항 없음
2T610B 0,5/20 0,1/4 20-250 4,1 0,3 해당사항 없음 해당사항 없음 1,5 해당사항 없음
KT610A 0,5/20 0,1/4 50-300 4,1 0,3 해당사항 없음 해당사항 없음 1,5 해당사항 없음
KT610B 0,5/20 0,1/4 50-300 4,1 0,3 해당사항 없음 해당사항 없음 1,5 해당사항 없음
2T633A 0,003/30 0,003/4 40-140 3,3 해당사항 없음 4,5 0,2 0,5 0,12 0,36 1,2
KT633B 0,01/30 0,01/4 20-160 3,3 해당사항 없음 4,5 0,2 0,5 0,12 0,36 1,2
2T634A 1/30 0,2/3 해당사항 없음 3,5 0,15 0,25 0,07 0,96 1.8
KT634B 2/30 0,4/3 해당사항 없음 3,5 0,15 0,25 0,07 0,96 1,8
2T637A 0,1/30 0,2/2,5 30-140 2,5 0,2 0,3 0,1 1,5 해당사항 없음
KT637A 0,1/30 0,2/2,5 30-140 2,5 0,2 0,3 0,1 1,5 해당사항 없음
KT637B 2/30 0,2/2,5 30-140 2,5 0,2 0,3 0,1 1,5 해당사항 없음
2T640A 0,5/25 0,1/3 최소 15 1,3 0,6 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 0,6 해당사항 없음
KT640A 0,5/25 0,1/3 최소 15 1,3 0,6 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 0,6 해당사항 없음
KT640B 0,5/25 0,1/3 최소 15 1,3 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 0,6 해당사항 없음
KT640V 0,5/25 0,1/3 최소 15 1,3 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 0,6 해당사항 없음
2T642A 1/20 0,1/2 해당사항 없음 1,1 해당사항 없음 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 0,5 해당사항 없음
KT642A 1/20 0,1/2 해당사항 없음 1,1 해당사항 없음 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 0,5 해당사항 없음
2T642A1 0,5/15 0,1/2 해당사항 없음 해당사항 없음 해당사항 없음 0,04 해당사항 없음 해당사항 없음 0.35 해당사항 없음
2T642B1 0,5/15 0,1/2 해당사항 없음 해당사항 없음 해당사항 없음 0,04 해당사항 없음 해당사항 없음 0,35 해당사항 없음
2T642V1 0,5/15 0,1/2 해당사항 없음 해당사항 없음 해당사항 없음 0,04 해당사항 없음 해당사항 없음 0.2초 해당사항 없음
2T642G1 0,5/15 0,1/2 해당사항 없음 해당사항 없음 해당사항 없음 0,04 해당사항 없음 해당사항 없음 0,23 해당사항 없음
2T643A-2 0,02/25 0,01/3 50-150 1,8 해당사항 없음 0,12 0,12 해당사항 없음 3,15 해당사항 없음
2T643B-2 0,02/25 0,01/3 50-150 1,8 해당사항 없음 0,12 0,12 해당사항 없음 0,15 해당사항 없음
2T647A-2 0,05/18 0,2/2 해당사항 없음 1,5 해당사항 없음 해당사항 없음 0,09 해당사항 없음 해당사항 없음 5,56 0,8
KT647A-2 0,05/18 0,2/2 해당사항 없음 1.5 해당사항 없음 해당사항 없음 0,09 해당사항 없음 해당사항 없음 0,56 0,8
2T648A-2 1/18 0.2/2 해당사항 없음 1,5 해당사항 없음 해당사항 없음 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 0,4 0,6
KT648A-2 1/18 0,2/2 해당사항 없음 1,5 해당사항 없음 해당사항 없음 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 0,4 0,6
2T657A-2 1/12 0,1/2 60-200 해당사항 없음 해당사항 없음 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 0,31 해당사항 없음
2T657B-2 1/12 0,1/2 60-200 해당사항 없음 해당사항 없음 0.06 해당사항 없음 해당사항 없음 0,31 해당사항 없음
2T657V-2 1/12 0,1/2 35-50 해당사항 없음 해당사항 없음 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 3,37 해당사항 없음
KT657A-2 1/12 0,1/2 60-200 해당사항 없음 해당사항 없음 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 3,37 해당사항 없음
KT657B-2 1/12 0,1/2 60-200 해당사항 없음 해당사항 없음 0,06 해당사항 없음 해당사항 없음 3,37 해당사항 없음
KT657V-2 1/12 0,1/2 35-50 해당사항 없음 해당사항 없음 0.06 해당사항 없음 해당사항 없음 3,37 해당사항 없음
KT659A 해당사항 없음 해당사항 없음 최소 35 해당사항 없음 1,2 해당사항 없음 해당사항 없음 해당사항 없음
2T671A 1/15 0,4/1,5 해당사항 없음 1,5 해당사항 없음 1,5 0,15 0,15 해당사항 없음 0,9 해당사항 없음
2T682A-2 1uA/10 0,02/1 40-70 해당사항 없음 해당사항 없음 0,05 해당사항 없음 해당사항 없음 0,33 해당사항 없음
2T682B-2 1uA/10 0,02/1 80-100 해당사항 없음 해당사항 없음 0,05 해당사항 없음 해당사항 없음 0,33 해당사항 없음
KT682A-2 1uA/10 0,02/1 40-50 해당사항 없음 해당사항 없음 0,05 해당사항 없음 해당사항 없음 0,33 해당사항 없음

표에는 트랜지스터의 전기적 매개 변수에 대한 다음 지정이 채택되었습니다.


익보- 콜렉터 역전류(컬렉터-베이스), 분자, 콜렉터와 베이스 사이의 전압, 분모.
이에보- 분자는 이미터 역전류(이미터-베이스), 분모는 이미터와 베이스 사이의 전압.
h21e- 정적 전류 전달 계수(이득).
Fgr- 트랜지스터 전달 계수의 상한 주파수.
SK- 컬렉터 접합의 커패시턴스, t ~ - 피드백 회로의 시간 상수(더 이상 없음).
Ukb 최대- 컬렉터와 베이스 사이의 최대 허용 전압.
우케 맥스- 컬렉터와 이미터 사이의 최대 허용 전압
최대 Ueb- 이미터와 베이스 사이의 최대 허용 전압.
나는 최대- 최대 컬렉터 전류.
나는 임프다.- 최대 펄스 콜렉터 전류.
Ib 최대- 최대 베이스 전류.
Рmax- 방열판 없이 최대 전력을 제공합니다.
최대 RT- 방열판을 통한 최대 전력.

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