Jaudīgi mikroviļņu tranzistori Philips Semiconductors. Sadzīves mikroviļņu tranzistori

Šķiņķa radio rokasgrāmatas

Pašreizējais REA un tā elementārās bāzes attīstības līmenis šobrīd ļauj izveidot pilnīgi cietvielu VHF FM un televīzijas raidītājus ar izejas jaudu līdz 5 kW. Pastiprināšanas ceļiem, kuru pamatā ir platjoslas tranzistoru pastiprinātāji, ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar cauruļu pastiprinātājiem. Cietvielu raidītāji ir uzticamāki, elektriski drošāki, viegli lietojami un vieglāk ražojami.

Izmantojot raidītāja bloku modulāro konstrukciju, viena gala pastiprinātāja bloka atteice neizraisa apraides traucējumus, jo pārraide turpināsies līdz bloka nomaiņai, tikai ar samazinātu jaudu. Turklāt tranzistora pastiprinātāja platjoslas ceļš neprasa papildu regulēšanu noteiktam kanālam darbības frekvenču joslā.

Ir vispāratzīts, ka raidītāja uzticamība galvenokārt ir atkarīga no izmantoto aktīvo komponentu uzticamības. Pateicoties modernu lieljaudas lineāro mikroviļņu tranzistoru izmantošanai, kuru konstrukcijas īpatnības un ražošanas tehnoloģija nodrošina ievērojamu to MTBF pieaugumu, jautājums par cietvielu raidītāju uzticamības palielināšanu ir saņēmis fundamentālu risinājumu.

Pieaugošās prasības VHF FM un lieljaudas televīzijas raidītāju tehniskajiem un ekonomiskajiem rādītājiem, kā arī sasniegtais iekšzemes tehnoloģiju līmenis lieljaudas silīcija bipolāro tranzistoru radīšanas jomā, veicināja jaunas ierīču klases attīstību - lieljaudas lineārie mikroviļņu tranzistori. Elektronisko tehnoloģiju pētniecības institūts (Voroņeža) ir izstrādājis un ražo plašu to klāstu izmantošanai metru un decimetru viļņu garuma diapazonos.

Tranzistori ir īpaši paredzēti izmantošanai lieljaudas televīzijas un radio apraides raidītājos, retranslatoros, jo īpaši televīzijas retranslatoros ar kopīgu skaņas un attēla signālu pastiprināšanu, kā arī šūnu sakaru sistēmas bāzes staciju daudzkanālu signālu pastiprinātājos. . Šie tranzistori atbilst ārkārtīgi stingrām prasībām attiecībā uz pārvades raksturlielumu linearitāti, tiem ir jaudas izkliedes rezerve un līdz ar to paaugstināta uzticamība.

Strukturāli šādi tranzistori ir izgatavoti metālkeramikas korpusos. To izskats ir parādīts attēlā. 1 (tiek parādīti ne visu rakstā minēto tranzistoru gadījumi; trūkstošos var redzēt rakstā). Tranzistoru konstrukciju augstas lineārās un frekvences īpašības tiek realizētas, izmantojot precīzas izoplanāras tehnoloģijas. Difūzijas slāņiem ir submikronu projektēšanas ātrums. Topoloģijas emitenta elementu platums ir aptuveni 1,5 μm ar to ārkārtīgi attīstīto perimetru.

Lai novērstu sekundāro elektrisko un termisko sabrukumu radītās atteices, tranzistora struktūra tiek veidota uz silīcija mikroshēmas ar divslāņu epitaksiālo kolektoru un emitera stabilizatoriem. Tranzistori ir arī parādā ilgtermiņa uzticamību, izmantojot zelta daudzslāņu metalizāciju.

Lineārajiem tranzistoriem, kuru jaudas izkliede ir lielāka par 50 W (izņemot KT9116A, KT9116B, KT9133A), parasti ir strukturāli iebūvēta LC ieejas saskaņošanas shēma, kas izgatavota mikromezgla veidā, pamatojoties uz iebūvētu MIS kondensatorā un vadu vadu sistēmā. Iekšējās saskaņošanas shēmas ļauj paplašināt darba frekvenču joslu, vienkāršot ieejas un izejas saskaņošanu, kā arī palielināt jaudas pieaugumu Cp frekvenču joslā.

Tajā pašā laikā šie tranzistori ir "līdzsvaroti", kas nozīmē, ka uz viena atloka ir divas identiskas tranzistoru struktūras, kuras apvieno kopīgs emitētājs. Šāds konstruktīvs un tehnisks risinājums ļauj samazināt kopējā elektroda izejas induktivitāti, kā arī veicina frekvenču joslas paplašināšanu un saskaņošanas vienkāršošanu.

Līdzsvarotajiem tranzistoriem ieslēdzot push-pull, to viduspunkta potenciāls teorētiski ir vienāds ar nulli, kas atbilst mākslīgajam "zemes" stāvoklim. Šāda iekļaušana faktiski nodrošina aptuveni četras reizes lielāku izejas komplekso pretestību salīdzinājumā ar viena cikla pretestību ar tādu pašu izejas signāla līmeni un efektīvu pat harmonisko komponentu nomākšanu lietderīgā signāla spektrā.

Ir labi zināms, ka televīzijas apraides kvalitāte galvenokārt ir atkarīga no tā, cik lineāra ir elektroniskajam ceļam raksturīga pārraide. Linearitātes jautājums ir īpaši aktuāls, projektējot mezglus attēla un skaņas signālu kopīgai pastiprināšanai, jo frekvenču spektrā parādās kombinēti komponenti. Tāpēc ārvalstu ekspertu piedāvātā trīs toņu metode vietējo tranzistoru pārvades raksturlielumu linearitātes novērtēšanai tika pieņemta trešās kārtas kombinācijas komponenta slāpēšanas līmenī.

Metode ir balstīta uz reāla televīzijas signāla analīzi ar attēla nesējfrekvences signāla attiecību -8 dB. -16 dB sānjoslas frekvence un -7 dB audio nesēja frekvence attiecībā pret izejas jaudu aploksnes pīķa punktā. Tranzistoriem savienojuma pastiprināšanai atkarībā no frekvences un jaudas diapazona vajadzētu nodrošināt MOH kombinēto komponentu koeficienta vērtību, kā likums, ne vairāk kā -53 ... -60 dB.

Apskatāmā mikroviļņu tranzistoru klase ar stingru kombinēto komponentu slāpēšanas regulēšanu ārzemēs tika saukta par superlineārajiem tranzistoriem. Jāņem vērā, ka tik augsts linearitātes līmenis parasti tiek realizēts tikai A klases režīmā, kur iespējams veikt pārneses raksturlieluma maksimālo režīma linearizāciju.

Skaitītāju diapazonā, kā redzams tabulā, ir vairāki tranzistori, kurus pārstāv KT9116A, KT91166, KT9133A un KT9173A ierīces ar izejas maksimālo jaudu Rvmx.peak, attiecīgi 5,15, 30 un 50 vati. Decimetru viļņu diapazonā šādu sēriju attēlo ierīces KT983A, KT983B, KT983V, KT9150A un POS ar РВВ1Х, PIK, kas vienāds ar 0,5, 1,3,5, 8 un 25 W.

Superlineāros tranzistorus parasti izmanto televīzijas atkārtotāju savienotajos pastiprinātājos (A klases režīmā) un raidītāju jaudas pastiprinātāju moduļos ar jaudu līdz 100 vatiem.

Tomēr jaudīgu raidītāju izejas posmiem ir nepieciešami jaudīgāki tranzistori, kas nodrošina nepieciešamo lineārā dinamiskā diapazona augšējās robežas līmeni, darbojoties izdevīgā enerģijas režīmā. Pieļaujamus harmoniskos kropļojumus augstā signāla līmenī var iegūt, izmantojot dalīto pastiprinājumu AB klases režīmā.

Balstoties uz tranzistora darbības termofizikālo apstākļu analīzi un viena toņa signāla linearitātes veidošanās iezīmēm, tika īpaši izstrādāta mikroviļņu tranzistoru sērija darbības režīmam AB klasē. Šo ierīču raksturlielumu linearitāti pēc svešas metodes novērtē pēc pastiprinājuma saspiešanas (saspiešanas) līmeņa viena toņa signāla jaudas izteiksmē - kompresijas pakāpes Kszh vai citādi - nosaka izejas jaudu pie zināms normalizēts Kszh.

Izmantošanai skaitītāja viļņu diapazonā AB klases režīmā tagad ir KT9151A tranzistori ar izejas jaudu 200 W un KT9174A tranzistori - 300 W. Decimetru diapazonam ir izstrādāti tranzistori 2T9155A, KT9142A, 2T9155B, KT9152A, 2T9155V, KT9182A ar izejas jaudu no 15 līdz 150 W.

Pirmo reizi NEC speciālisti demonstrēja iespēju izveidot modulārus cietvielu raidītājus decimetru diapazonā ar kopīgu attēla un skaņas signālu pastiprināšanu ar jaudu 100 W. Vēlāk līdzīgi raidītāji tika izveidoti vietējiem lieljaudas mikroviļņu tranzistoriem 12, 9]. Jo īpaši tajā ir aprakstīti oriģinālie pētījumi par jaudīgo tranzistoru KT9151A un KT9152A izmantošanas paplašināšanu, veidojot 100 vatu kopastiprināšanas moduļus A klases režīmā. Parādīts, ka šajā režīmā ir iespējams nomākt kombinētos komponentus, ja to jauda ir nepietiekami izmantota. par 3...4 reizēm no nominālās AB klases režīmā.

Novosibirskas Valsts tehniskās universitātes speciālisti veica pētījumus par iekšzemes lieljaudas mikroviļņu tranzistoru izmantošanu televīzijas jaudas pastiprinātāju moduļos ar atsevišķu pastiprinājumu.

Uz att. 2 ir attēla signāla jaudas pastiprinātāja blokshēma televīzijas kanāliem no 1 līdz 5 ar izejas maksimālo jaudu 250 vati. Pastiprinātājs ir izgatavots pēc atsevišķa attēla un skaņas signālu pastiprināšanas shēmas. Kanāliem 6 - 12 pastiprinātājs tiek veikts līdzīgā veidā, pievienojot starpposmu tranzistoram KT9116A, kas darbojas A klases režīmā, lai iegūtu nepieciešamo pastiprinājumu.

Izejas posmā KT9151A tranzistori darbojas AB klasē. Tas ir salikts saskaņā ar līdzsvarotu-push-pull shēmu. Tas ļauj iegūt nominālo izejas jaudu ar diezgan vienkāršām saskaņošanas shēmām, ja pilnībā nav "padevēja atbalss" un vienmērīgu harmonisko komponentu līmeni, kas nepārsniedz -35 dB. Pastiprinātāja amplitūdas raksturlieluma nelinearitāte tiek iestatīta pie neliela signāla, izvēloties darbības punkta nobīdi katrā posmā, kā arī koriģējot nelinearitāti ierosinātāja video modulatorā.

Jaudas pastiprinātāja blokshēma televīzijas kanāliem 21 - 60 ir parādīta attēlā. 3. Pastiprinātāja izejas stadija ir izgatavota arī pēc sabalansētas push-pull shēmas.

Lai nodrošinātu platjoslas saskaņošanu un pāreju no asimetriskas uz simetrisku slodzi kanālu 6 - 12, 21 - 60 pastiprinātāju izejas posmos, kā koriģējošā ķēde tiek izmantots divu saišu zemfrekvences filtrs. Saskaņošanas shēmas pirmās saites induktivitāte tiek realizēta sloksnes mikrolīniju sekciju veidā uz iespiedshēmas plates vispārējās topoloģijas elementiem. Otrās saites spoles ir tranzistoru bāzes izejas.

Šo pastiprinātāju struktūra atbilst att. 2. un 3. Jaudas atdalīšana pastiprināšanas pakāpju ieejā un pievienošana to izejā, kā arī ieeju un izeju saskaņošana ar standarta slodzi tika veikta, izmantojot 3dB virziena savienotājus. Strukturāli katrs savienotājs ir izgatavots divfilāru tinumu (ceturkšņa viļņu līniju) veidā uz rāmja, kas ievietots ekranēšanas apvalkā.

Tādējādi mūsdienu sadzīves lineārie mikroviļņu tranzistori ļauj izveidot jaudīgus - līdz 250 W - televīzijas pastiprinātāju moduļus. Izmantojot šādu moduļu baterijas, ir iespējams palielināt antenas padeves ceļam doto izejas jaudu līdz 2 kW. Kā daļa no raidītājiem izstrādātie pastiprinātāji atbilst visām mūsdienu prasībām attiecībā uz elektriskajiem parametriem un uzticamību.

Jaudīgie lineārie mikroviļņu tranzistori pēdējā laikā tiek plaši izmantoti arī šūnu sakaru sistēmas bāzes staciju jaudas pastiprinātāju konstruēšanā.

NIIET izstrādātie jaudīgie mikroviļņu lineārie tranzistori atbilstoši savam tehniskajam līmenim var tikt izmantoti kā elementu bāze modernu apraides, televīzijas un citu tautsaimniecības un radioamatieru iekārtu radīšanai.

Materiāls sagatavots
A. Vērtētāji, V. Vērtētāji, V. Koževņikovs, S. Matvejevs Voroņeža

LITERATŪRA
1. Hlraoka K., FuJIwara S., IkegamI T. utt. Lieljaudas visi cietvielu UHF raidītāji.- NEC Pes. & Izstrādāt. 1985. līdz 79. lpp. 61-69.
2. Vērtētāji V., Koževņikovs V., Kosojs A. Krievu inženieru zinātniskā meklēšana. Lieljaudas mikroviļņu tranzistoru attīstības tendence - Radio, 1994, Nr.6, lpp. 2.3.
3. Platjoslas radio raidītāji. Ed. Aleksejeva O. A. - M .: Komunikācija, 1978, lpp. 304.
4. FuJIwurdS., IkegamI T., Maklagama I. utt. SS sērijas cietvielu televīzijas raidītājs. -NEC Res. & Izstrādāt. 1989. Nr. 94, lpp. 78-89.
5. Assesorovs V., Koževņikovs V., Kosojs A. Lieljaudas mikroviļņu tranzistoru attīstības tendence izmantošanai apraidei, televīzijai un sakariem.
- Elektroniskā rūpniecība. 1994. 4.nr., 1. lpp. 76-80.
6. Vērtētāji V., Koževņikovs V.. Kosojs A. Jauni mikroviļņu tranzistori. - Radio. 1996. 5.nr., 1. lpp. 57.58.
7. Miplers O. Superlineāri jaudīgi decimetru diapazona tranzistori vadu televīzijai - TIIER, 1970. 58. sēj. Nr.7. Ar. 138-147.
8. Kojlwara Y., Hlrakuwa K., Sasaki K. uc UHF lieljaudas tranzistoru pastiprinātājs ar augstas dielektriskās substrātu. - NEC Res- & Develop. 1977. Nr.45, lpp. 50-57.
9. Grebeņņikovs A., Nikiforovs V., Ryžikovs A. Jaudīgi tranzistoru pastiprinātāju moduļi VHF FM un TV apraidei.- Electrosvyaz. 1996, 3.nr., 1. lpp. 28-31.

Tranzistors

Parametrs

n-p-n

Ikbo pie Ukb mA/V

Iebo pie Ueb mA/V

h21e vienības

Frp MHz

Sk pf

t uz ps

Ukb max V

Uke Makss V

Ueb maks V

Ik max A

Es aicinu A

Ib max A

P max W

Rt max 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

n/a

n/a

0,125

n/a

n/a

0,3

1,0

KT607A-4

n/a

n/a

0,15

n/a

n/a

0.9

1.5

KT607B-4

n/a

n/a

4,5

0,15

n/a

n/a

0,8

1,5

2T610A

0,5/20

0,1/4

50-250

4,1

0,3

n/a

n/a

1,5

n/a

2T610B

0,5/20

0,1/4

20-250

4,1

0,3

n/a

n/a

1,5

n/a

KT610A

0,5/20

0,1/4

50-300

4,1

0,3

n/a

n/a

1,5

n/a

KT610B

0,5/20

0,1/4

50-300

4,1

0,3

n/a

n/a

1,5

n/a

2T633A

0,003/30

0,003/4

40-140

3,3

n/a

4,5

0,2

0,5

0,12

0,36

1,2

KT633B

0,01/30

0,01/4

20-160

3,3

n/a

4,5

0,2

0,5

0,12

0,36

1,2

2T634A

1/30

0,2/3

n/a

3,5

0,15

0,25

0,07

0,96

1.8

KT634B

2/30

0,4/3

n/a

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

n/a

KT637A

0,1/30

0,2/2,5

30-140

2,5

0,2

0,3

0,1

1,5

n/a

KT637B

2/30

0,2/2,5

30-140

2,5

0,2

0,3

0,1

1,5

n/a

2T640A

0,5/25

0,1/3

min 15

1,3

0,6

0,06

n/a

n/a

0,6

n/a

KT640A

0,5/25

0,1/3

min 15

1,3

0,6

0,06

n/a

n/a

0,6

n/a

KT640B

0,5/25

0,1/3

min 15

1,3

0,06

n/a

n/a

0,6

n/a

KT640V

0,5/25

0,1/3

min 15

1,3

0,06

n/a

n/a

0,6

n/a

2T642A

1/20

0,1/2

n/a

1,1

n/a

0,06

n/a

n/a

0,5

n/a

KT642A

1/20

0,1/2

n/a

1,1

n/a

0,06

n/a

n/a

0,5

n/a

2T642A1

0,5/15

0,1/2

n/a

n/a

n/a

0,04

n/a

n/a

0.35

n/a

2T642B1

0,5/15

0,1/2

n/a

n/a

n/a

0,04

n/a

n/a

0,35

n/a

2T642V1

0,5/15

0,1/2

n/a

n/a

n/a

0,04

n/a

n/a

0,2 s

n/a

2T642G1

0,5/15

0,1/2

n/a

n/a

n/a

0,04

n/a

n/a

0,23

n/a

2T643A-2

0,02/25

0,01/3

50-150

1,8

n/a

0,12

0,12

n/a

3,15

n/a

2T643B-2

0,02/25

0,01/3

50-150

1,8

n/a

0,12

0,12

n/a

0,15

n/a

2T647A-2

0,05/18

0,2/2

n/a

1,5

n/a

n/a

0,09

n/a

n/a

5,56

0,8

KT647A-2

0,05/18

0,2/2

n/a

1.5

n/a

n/a

0,09

n/a

n/a

0,56

0,8

2T648A-2

1/18

0.2/2

n/a

1,5

n/a

n/a

0,06

n/a

n/a

0,4

0,6

KT648A-2

1/18

0,2/2

n/a

1,5

n/a

n/a

0,06

n/a

n/a

0,4

0,6

2T657A-2

1/12

0,1/2

60-200

n/a

n/a

0,06

n/a

n/a

0,31

n/a

2T657B-2

1/12

0,1/2

60-200

n/a

n/a

0.06

n/a

n/a

0,31

n/a

2T657V-2

1/12

0,1/2

35-50

n/a

n/a

0,06

n/a

n/a

3,37

n/a

KT657A-2

1/12

0,1/2

60-200

n/a

n/a

0,06

n/a

n/a

3,37

n/a

KT657B-2

1/12

0,1/2

60-200

n/a

n/a

0,06

n/a

n/a

3,37

n/a

KT657V-2

1/12

0,1/2

35-50

n/a

n/a

0.06

n/a

n/a

3,37

n/a

KT659A

n/a

n/a

min 35

n/a

1,2

n/a

n/a

n/a

2T671A

1/15

0,4/1,5

n/a

1,5

n/a

1,5

0,15

0,15

n/a

0,9

n/a

2T682A-2

1uA/10

0,02/1

40-70

n/a

n/a

0,05

n/a

n/a

0,33

n/a

2T682B-2

1uA/10

0,02/1

80-100

n/a

n/a

0,05

n/a

n/a

0,33

n/a

KT682A-2

1uA/10

0,02/1

40-50

n/a

n/a

0,05

n/a

n/a

0,33

n/a

Tabulā ir pieņemti šādi tranzistoru elektrisko parametru apzīmējumi:

Ikbo- kolektora apgrieztā strāva (kolektors-bāze), skaitītājā, pie sprieguma starp kolektoru un bāzi, saucējā.
Iebo- emitera apgrieztā strāva (emitera bāze), skaitītājā, pie sprieguma starp emitētāju un bāzi, saucējā.
h21e- statiskā strāvas pārvades koeficients (pastiprinājums).
Fgr- tranzistora pārvades koeficienta augšējā ierobežojošā frekvence.
Sk- kolektora savienojuma kapacitāte, t līdz - atgriezeniskās saites ķēdes laika konstante (ne vairāk).
Ukb maks- maksimālais pieļaujamais spriegums starp kolektoru un pamatni.
Uke maks- maksimālais pieļaujamais spriegums starp kolektoru un emitētāju
UEB maks- maksimālais pieļaujamais spriegums starp emitētāju un bāzi.
Ik maks- maksimālā kolektora strāva.
Ik imp.- maksimālā impulsa kolektora strāva.
Ib maks- maksimālā bāzes strāva.
Рmaks- maksimālā jauda bez siltuma izlietnes.
Rt maks- maksimālā jauda ar siltuma izlietni.

Jaudīgi zemsprieguma mikroviļņu tranzistori mobilajiem sakariem

Žurnāls "Radio" pastāvīgi informē savus lasītājus par Voroņežas Elektronisko tehnoloģiju pētniecības institūta jaunumiem lieljaudas mikroviļņu tranzistoru radīšanas jomā dažādiem lietojumiem. Šajā rakstā mēs iepazīstinām speciālistus un radioamatierus ar jaunākajiem sasniegumiem mikroviļņu tranzistoru grupā KT8197, KT9189, KT9192, 2T9188A, KT9109A, KT9193 mobilajiem sakariem ar izejas jaudu no 0,5 līdz 20 W MV un UHF joslās. Stingrākas prasības mūsdienu sakaru iekārtu funkcionālajiem un darbības parametriem izvirza attiecīgi augstākas prasības lieljaudas mikroviļņu tranzistoru enerģijas parametriem, to uzticamībai un arī ierīču konstrukcijai.

Pirmkārt, jāpatur prātā, ka pārnēsājamās un pārnēsājamās radiostacijas tiek darbinātas tieši no primārajiem avotiem. Šim nolūkam tiek izmantoti ķīmiskie strāvas avoti (mazas elementu baterijas vai akumulatori) ar spriegumu, kā likums, no 5 līdz 15 V. Samazināts barošanas spriegums uzliek ierobežojumus ģeneratora tranzistora jaudai un pastiprināšanas īpašībām. Tajā pašā laikā lieljaudas zemsprieguma mikroviļņu tranzistoriem jābūt ar augstiem enerģijas parametriem (piemēram, jaudas palielinājumam KP un kolektora ķēdes efektivitātei ηK) visā darbības frekvenču diapazonā.

Ņemot vērā to, ka ģeneratora tranzistora izejas jauda ir proporcionāla kolektora pamata harmonikas sprieguma kvadrātam, tā izejas jaudas līmeņa samazināšanas efektu ar barošanas kolektora sprieguma samazināšanos var konstruktīvi kompensēt ar atbilstošs lietderīgā signāla strāvas amplitūdas pieaugums. Tāpēc, projektējot zemsprieguma tranzistorus kombinācijā ar dizaina un tehnoloģisko problēmu kompleksa risināšanu, optimāli jāatrisina jautājumi, kas saistīti ar kolektora-emitera piesātinājuma sprieguma samazināšanas un kolektora kritiskā strāvas blīvuma palielināšanas problēmu.

Zemsprieguma tranzistoru darbība režīmā ar lielāku strāvas blīvumu, salīdzinot ar parastajiem ģeneratora tranzistoriem (paredzēti lietošanai pie Upit = 28 V un augstāka), saasina ilgtermiņa uzticamības nodrošināšanas problēmu, jo ir nepieciešams nomākt intensīvāku izpausmi. degradācijas mehānismiem strāvu nesošajos elementos un kontaktmetalizācijas slāņos tranzistora struktūra. Šim nolūkam izstrādātajos mikroviļņu zemsprieguma tranzistoros tiek izmantota ļoti uzticama daudzslāņu metalizācijas sistēma uz zelta bāzes.

Šajā rakstā aplūkotie tranzistori ir paredzēti primārai lietošanai C klases jaudas pastiprinātājos, kad tie ir ieslēgti kopējā emitētāja ķēdē. Tajā pašā laikā to darbība A, B un AB klases režīmā pie sprieguma, kas atšķiras no nominālvērtības, ir pieļaujama, ja darbības punkts atrodas drošas darbības zonā un tiek veikti pasākumi, lai novērstu pāriešanu autoģenerācijas režīmā. .

Tranzistori darbojas pat tad, ja Upit ir mazāks par nominālvērtību. Bet šajā gadījumā elektrisko parametru vērtības var atšķirties no pasē norādītajām. Atļauts darbināt tranzistorus ar strāvas slodzi, kas atbilst IK max vērtībai, ja kolektora maksimāli pieļaujamā vidējā izkliedētā jauda nepārtrauktā dinamiskā režīmā RK.av max nepārsniedz robežvērtību.

Sakarā ar to, ka aplūkojamo ierīču tranzistoru konstrukciju kristāli ir ražoti pēc pamattehnoloģijas un tiem ir kopīgas strukturālās un tehnoloģiskās īpašības, visiem tranzistoriem ir vienāds pārrāvuma sprieguma līmenis. Saskaņā ar ierīču specifikācijām to darbības jomu ierobežo maksimālā pieļaujamā tiešā sprieguma vērtība starp emitētāju un bāzes UEBmax.< 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.

Galvenā konceptuālā ideja, kas ļāva spert vēl vienu soli jaudīgu zemsprieguma tranzistoru radīšanas jomā miniatūrā versijā, bija jauna oriģināla dizaina un tehnoloģisko risinājumu izstrāde, veidojot bezpaketes tranzistoru sēriju KT8197, KT9189, KT9192. . Idejas būtība ir izveidot tranzistora dizainu, pamatojoties uz keramikas kristāla turētāju, kas izgatavots no berilija oksīda un lentes metalizētiem vadiem uz elastīga nesēja - poliimīda plēves.

Lentes nesējs ar īpašu fotolitogrāfisko rakstu svina rāmja formā kalpo kā viens vadošs elements, uz kura vienlaikus tiek veidots kontakts ar ierīces daudzšūnu tranzistora struktūru un ārējiem vadiem. Visi iekšējās lentes stiegrojuma elementi ir noslēgti ar savienojumu. Metalizētā keramikas turētāja pamatnes izmēri ir 2,5x2,5 mm. Kristāla turētāja montāžas virsma un vadi ir pārklāti ar zelta kārtiņu. Tranzistora tips un izmēri ir parādīti attēlā. 1.a. Salīdzinājumam mēs atzīmējam, ka mazākajiem ārvalstu tranzistoriem keramikas-metāla iepakojumā (piemēram, CASE 249-05 no Motorola) ir apaļa keramikas pamatne ar diametru 7 mm.

KT8197, KT9189, KT9192 sērijas tranzistoru dizains paredz to uzstādīšanu uz iespiedshēmas plates, izmantojot virsmas montāžas metodi. Saskaņā ar šo tranzistoru lietošanas ieteikumiem ārējo vadu lodēšana jāveic 125 ... 180 ° C temperatūrā ne ilgāk kā 5 s.

Pateicoties rezervju realizācijai elektrisko un termisko parametru ziņā, bija iespējams ievērojami paplašināt neiepakotu mikroviļņu tranzistoru patērētāju funkciju jomu. Jo īpaši KT8197 sērijas tranzistoriem ar nominālā sprieguma vērtību Upit = 7,5 V un sērijām KT9189, KT9192 (12,5 V) drošas darbības zonas robeža dinamiskajā režīmā tiek paplašināta līdz Upit max = 15 V. barošanas spriegumā attiecībā pret nominālo vērtību ļauj paaugstināt portatīvā raidītāja izejas jaudas līmeni un attiecīgi palielināt radio diapazonu. Tranzistori spēj darboties, nesamazinot jaudas izkliedi nepārtrauktā dinamiskā režīmā visā darba temperatūras diapazonā.

Kopumā, izstrādājot šos tranzistorus, principiāli tika atrisināti ne tikai miniaturizācijas, bet arī izmaksu samazināšanas jautājumi. Rezultātā tranzistori izrādījās apmēram piecas reizes lētāki nekā līdzīgas klases ārvalstu tranzistori keramikas-metāla iepakojumā. Izstrādātie miniatūrie mikroviļņu tranzistori var atrast visplašāko pielietojumu gan tradicionālajā lietošanā atsevišķu komponentu veidā, gan kā hibrīda mikroshēmu RF jaudas pastiprinātāju sastāvdaļa. Ir acīmredzams, ka to izmantošana ir visefektīvākā valkājamās pārnēsājamās radiostacijās.

Mobilo raidītāju izejas posmi parasti tiek darbināti tieši no automašīnas akumulatora. Tranzistori izejas pakāpēm paredzēti nominālajam barošanas spriegumam Upit=12,5 V. Tranzistoru parametriskās sērijas katram sakaru diapazonam ir veidotas, ņemot vērā portatīvo raidītāju pieļaujamā maksimālā izejas jaudas līmeņa nodrošināšanu Pout=20 W. Lieljaudas zemsprieguma mikroviļņu tranzistoru izstrāde (ar Pout > 10 W) ir saistīta ar sarežģītākām konstrukcijas problēmām. Turklāt pastāv problēmas ar dinamisku jaudas pievienošanu un siltuma atdalīšanu no lieliem mikroviļņu struktūru kristāliem.

Jaudas tranzistoru kristāla topoloģijai ir ļoti attīstīta emitētāja struktūra, ko raksturo zema pretestība. Lai nodrošinātu nepieciešamo frekvenču joslu, vienkāršotu saskaņošanu un palielinātu jaudas pieaugumu, tranzistoros ir iebūvēta LC ķēde iekšējai saskaņošanai pie ieejas. Strukturāli LC ķēde ir izgatavota mikrosavienojuma veidā, pamatojoties uz MIS kondensatoru un vadu vadu sistēmu, kas darbojas kā induktīvie elementi.

Izstrādājot iepriekš izstrādāto 2T9175 sērijas tranzistoru jaudas diapazonu izmantošanai VHF joslā, tika izveidoti tranzistori 2T9188A (Pout = 10 W) un KT9190A (20 W). UHF diapazonam tika izstrādāti tranzistori KT9193A (Pout \u003d 10 W) un KT9193B (20 W). Tranzistori ir izgatavoti standarta KT-83 iepakojumā (skat. 1.b att.).

Šīs keramikas-metāla paketes izmantošana vienā reizē ļāva izveidot ļoti uzticamus divējāda lietojuma tranzistorus elektroniskām iekārtām ar paaugstinātām prasībām ārējiem faktoriem un ar spēju darboties skarbos klimatiskajos apstākļos. Lai nodrošinātu garantētu uzticamību pie korpusa temperatūras +60°C attiecībā pret tranzistoriem ar izejas jaudu Pout = 10 W un ar Pout = 20 W - no +40 līdz +125°C, maksimālā pieļaujamā vidējā jaudas izkliede nepārtrauktā dinamiskā režīmā jābūt lineārai samazināšanai saskaņā ar formulu РК.ср max=(200-Тkorp)/RT.p-to (kur Тkorp - korpusa temperatūra, °С; RT.p-to - pārejas termiskā pretestība- korpusa krustojums, °С/W).

Šobrīd Krievijā tiek veidots federālais radiosakaru tīkls atbilstoši NMT-450i standartam (frekvence 450 MHz). Izstrādātā ierīču sērija KT9189, 2T9175, 2T9188A, KT9190A var gandrīz pilnībā segt vajadzību attiecīgajā tirgus sektorā pēc iekārtām, kuru pamatā ir iekšzemes tranzistoru elementu bāze.

Turklāt kopš 1995. gada Krievija ir izvietojusi federālo mobilo sakaru sistēmas tīklu mobilo sakaru abonentu saziņai GSM standarta ietvaros (900 MHz) un šūnu sistēmu reģionālajiem sakariem saskaņā ar Amerikas AMPS standartu (800 MHz). Lai izveidotu šīs mobilo radiosakaru sistēmas UHF, var izmantot maza izmēra KT9192 sērijas tranzistorus ar izejas jaudu 0,5 un 2 W, kā arī sēriju KT9193 ar izejas jaudu 10 un 20 W.

Iekārtu miniaturizācijas problēmas risinājums un attiecīgi tās elementu bāze skāra ne tikai valkājamos portatīvos radioraidītājus. Vairākos gadījumos pārnēsājamām radiosakaru iekārtām, kā arī speciālām iekārtām ir jāsamazina lieljaudas mikroviļņu zemsprieguma tranzistoru svars un izmēri.

Šiem nolūkiem tika izstrādāta modificēta bezatloku korpusa konstrukcija, kuras pamatā ir KT-83 (1. att., c), kurā ir tranzistori 2T9175A-4-2T9175V-4, 2T9188A-4, KT9190A-4, KT9193A-4, KT9193B-4 tiek ražoti. To elektriskie raksturlielumi ir līdzīgi standarta konstrukcijas atbilstošajiem tranzistoriem. Šie tranzistori tiek montēti, lodējot kristāla turētāju zemā temperatūrā tieši pie siltuma izlietnes. Ķermeņa temperatūra lodēšanas procesā nedrīkst pārsniegt +150°C, un kopējais karsēšanas un lodēšanas laiks nedrīkst pārsniegt 2 minūtes.

Aplūkojamo tranzistoru galvenie tehniskie parametri ir parādīti tabulā. 1. Visu tranzistoru kolektoru ķēdes efektivitāte ir 55%. Maksimāli pieļaujamās līdzstrāvas kolektora strāvas vērtības atbilst visam darba temperatūras diapazonam.

1. tabula

Tranzistors	Darba frekvenču diapazons, MHz	Izejas jauda, ​​W	Jaudas pieaugums, reizes	Barošanas spriegums, V	Maksimāli pieļaujamais vidējais rass. jauda stāvoklī. dinamisks režīms, W	Maksimālā pieļaujamā līdzstrāvas kolektora strāva, A	Maksimāli pieļaujamās apkārtējās vides temperatūras vērtības, °С	Maksimālā pieļaujamā korpusa temperatūra, °C	Maksimālā pieļaujamā krustojuma temperatūra, °С	Termiskās pretestības pāreja - gadījums, °С/W	Kolektora kapacitāte, pF	Ierobežojoša pastiprinājuma frekvence, 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

Uz att. Attēlā 2,a ir parādīta visa tranzistoru 2T9188A, KT9190A shēma un attēlā. 2,b - KT8197, KT9189, KT9192, 2T9175 sērijas tranzistori (l ir attālums no lodēšanas robežas līdz blīvējuma vāka vai kristāla turētāja blīvējuma šuves šuvei. Šis attālums ir regulēts ieteikumos par mikroviļņu tranzistoru izmantošana to specifikācijās un jāņem vērā, aprēķinot reaktīvo elementu tranzistorus). Diagrammās parādītie reaktīvo elementu parametri ir apkopoti tabulā. 2. Šie parametri ir nepieciešami, lai aprēķinātu izstrādājamo ierīču pastiprināšanas ceļa saskaņošanas shēmas.

Jaunas tranzistoru elementu bāzes izstrāde paver plašas perspektīvas gan modernu profesionālu komerciālu un amatieru radiosakaru iekārtu izveidei, gan jau izstrādātās pilnveidošanai, lai uzlabotu tās elektriskos parametrus, samazinātu svaru, gabarītus un izmaksas.

2. tabula

Tranzistora reaktīvo elementu parametri	Tranzistors
	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
С1, pF	-	-	-	370	600	75	150	-	-	-

Literatūra

1. Vērtētāji V., Koževņikovs V., Kosojs A. Krievu inženieru zinātniskā meklēšana. Lieljaudas mikroviļņu tranzistoru attīstības tendence. - Radio, 1994, 6.nr., 1. lpp. 2, 3.
2. Vērtētāji V., Koževņikovs V., Kosojs A. Jauni mikroviļņu tranzistori. - Radio, 1996, 5.nr., lpp. 57, 58.
3. Asessorovs V., Asessorovs A., Koževņikovs V., Matvejevs S. Lineārie mikroviļņu tranzistori jaudas pastiprinātājiem. - Radio, 1998, 3.nr., lpp. 49-51.
4. Leņķmodulētas radiostacijas sauszemes mobilajā dienestā. GOST 12252-86 (ST SEV 4280-83).

Lasi un raksti noderīga

Mikroviļņu tranzistori tiek izmantoti daudzās cilvēka darbības jomās: televīzijas un radio apraides raidītāji, retranslatori, civilie un militārie radari, šūnu sakaru sistēmas bāzes stacijas, avionika utt.

Pēdējos gados ir vērojama manāma tendence pārejā no bipolārās tehnoloģijas mikroviļņu tranzistoru ražošanā uz VDMOS (Vertical Diffusion Metal Oxide Semiconductors) un LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductors) tehnoloģijām. Vismodernākajai LDMOS tehnoloģijai ir tādas labākās īpašības kā linearitāte, pastiprinājums, siltuma veiktspēja, neatbilstības tolerance, augsta efektivitāte, jaudas izkliedes robeža, uzticamība. Philips tranzistoriem ir izcila sērijas atkārtojamība, un Philips ar to lepojas. Nomainot neveiksmīgos tranzistorus, jums nav jāuztraucas par iekārtas atkārtotas iestatīšanas procesu, jo visi tranzistoru parametri ir absolūti identiski. Neviens no Philips konkurentiem ar to nevar lepoties.

Visas jaunās Philips izstrādes ir balstītas uz jauno moderno LDMOS tehnoloģiju.

Tranzistori mobilo sakaru bāzes stacijām

Papildus tranzistoriem, kas iepakoti korpusos, Philips ražo integrētus moduļus.

4. tabula. Galvenie integrētie moduļi

Tips	Pouts, V	Tehnoloģija	Biežums	Pielietojuma zona
BGY916	19	BIPOLĀRS	900 MHz	GSM
BGY916/5	19	BIPOLĀRS	900 MHz	GSM
BGY925	23	BIPOLĀRS	900 MHz	GSM
BGY925/5	23	BIPOLĀRS	900 MHz	GSM
BGY2016	19	BIPOLĀRS	1800-2000 MHz	GSM
BGF802-20	4	LDMOS	900-900 MHz	CDMA
BGF 844	20	LDMOS	800-900 MHz	GSM/EDGE (ASV)
BGF944	20	LDMOS	900-1000 MHz	GSM/EDGE (EIROPA)
BGF1801-10	10	LDMOS	1800-1900 MHz	GSM/EDGE (EIROPA)
BGF1901-10	10	LDMOS	1900-2000 MHz	GSM/EDGE (ASV)

Integrēto moduļu atšķirīgās iezīmes:

• LDMOS tehnoloģija (lodēšana tieši pie radiatora, linearitāte, lielāks pastiprinājums), o mazāki kropļojumi,
• mazāka pusvadītāja sildīšana, izmantojot vara atloku, o integrēta temperatūras nobīdes kompensācija,
• 50 omu ieejas/izejas,
• lineārā pastiprināšana,
• atbalsts daudziem standartiem (EDGE, CDMA).

BGF0810-90

• izejas jauda: 40W,
• pastiprinājums: 16 dB,
• Efektivitāte: 37%,

BLF1820-90

• izejas jauda: 40W,
• pastiprinājums: 12 dB,
• Efektivitāte: 32%,
• Blakus esošā kanāla jaudas vājināšanās ACPR: -60 dB,
• EVM kļūdu vektora amplitūda: 2%.

Tranzistori apraides stacijām

Pēdējos 25 gadus Philips ir saglabājis vadošo pozīciju šajā jomā. Jaunāko LDMOS tehnoloģiju sasniegumu izmantošana (BLF1xx, BLF2xx, BLF3xx, BLF4xx, BLF5xx, sērija) ļauj pastāvīgi nostiprināt savas pozīcijas tirgū. Kā piemēru var minēt TV raidītāju tranzistora BLF861 milzīgos panākumus. Atšķirībā no konkurētspējīgiem tranzistoriem, BLF861 ir sevi pierādījis kā ļoti uzticamu un ļoti stabilu elementu, kas ir pasargāts no kļūmēm, kad antena ir atvienota. Neviens no konkurentiem stabilitātes ziņā nevarēja pietuvoties BLF861 īpašībām. Varam nosaukt galvenās šādu tranzistoru pielietojuma jomas: raidītāji frekvencēm no HF līdz 800 MHz, privātās radiostacijas PMR (TETRA), VHF raidītāji civilām un militārām vajadzībām.

5. tabula. L- un S-joslas radara tranzistori

	Tips	F, GHz	Vcc, B	Tp, ms	Koefs. pildījums, %	Jauda, ​​W	Efektivitāte, %	Pastiprinājums, dB
L josla	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
	rēķins 21435	1,2-1,4	36	100	10	>35	45	>13
	BLL1214-250	1,2-1,4	36	100	10	>250	45	>13
S-josla	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
Augšējā S josla	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

6. tabula. Avionikas tranzistori

	Tips	F, GHz	Vcc, B	Tp, ms	Koefs. pildījums, %	Jauda, ​​W	Efektivitāte, %	Pastiprinājums, dB
BIPOLĀRS	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

Tranzistora galvenās īpašības BLF861A

• Push-pull tranzistors (push-pull pastiprinātājs),
• izejas jauda virs 150 W,
• iegūt vairāk nekā 13 dB,
• Efektivitāte virs 50%,
• aptver joslu no 470 līdz 860 MHz (IV un V joslas),
• ir mūsdienu TV raidītāju nozares standarts.

Jauns tranzistora modelis BLF647

• izstrādāts, pamatojoties uz BLF861A,
• liels pastiprinājums 16 dB pie 600 MHz,
• izejas jauda līdz 150 W,
• aptver joslu no 1,5 līdz 800 MHz,
• uzticams, izturīgs pret neatbilstību,
• izturīgs pret antenas atvienošanu,
• ir iebūvēts rezistors, kas ļauj strādāt ar frekvencēm HF un VHF,
• Push-pull tranzistors (push-pull pastiprinātājs).

Tranzistors BLF872

• tiek izstrādāts kā jaudīgāks BLF861A aizstājējs,
• ražošanas sākums 2004. gada 1. ceturksnis,
• izejas jauda līdz 250 W,
• visuzticamākais tranzistors attiecībā uz izturību pret neatbilstību,
• saglabā linearitāti,
• saglabā uzticamību,
• pašreizējais pārvietojums Idq mazāks par 10% 20 gadus,
• iegūt vairāk nekā 14 dB,
• aptver diapazonu no 470 līdz 860 MHz.

Tranzistori radaram un avionikai

Arī jaunie Philips tranzistori radaram un aviācijas elektronikai tiek ražoti, izmantojot vismodernāko LDMOS tehnoloģiju. Kristāli, kas izgatavoti, izmantojot LDMOS tehnoloģiju, uzsilst mazāk, ir uzticamāki, tiem ir lielāks pastiprinājums, un tiem nav nepieciešams izolators starp pamatni un radiatoru. Attiecīgi ir nepieciešams mazāk tranzistoru, lai sasniegtu tādu pašu veiktspēju, vēl vairāk uzlabojot uzticamību un samazinot produkta izmaksas.

Jauni notikumi:

BLA0912-250

• josla no 960 līdz 1250 MHz (visas galvenās aviācijas elektronikas frekvences),
• augsts pastiprinājums līdz 13 dB,
• uzticamība, izturība pret fāzes neatbilstību 5:1,
• linearitāte,
• paraugi būs pieejami no 2003. gada jūnija.

BLS2934-100

• josla no 2,9 līdz 3,4 GHz (visas galvenās aviācijas elektronikas frekvences),
• standarta bezspiediena korpusa izmantošana,
• paraugi būs pieejami līdz 2003. gada beigām.

Rezumējot, Philips iet līdzi laikam un piedāvā tranzistorus, kas nodrošina jaunas ierīces ar modernākām funkcijām: mazāku izmēru, lielāku jaudu, mazāk cauruļvadu komponentu un zemākas gala produkta izmaksas.