close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

ВВЕДЕНИЕ

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Осадчий Евгений Николаевич
МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ СВЧ ПРЕОБРАЗУЮЩИХ
УСТРОЙСТВ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ С ЗАТВОРОМ
ШОТКИ
Специальность 05.27.01 – Твердотельная электроника,
радиоэлектронные компоненты, микро – и наноэлектроника,
приборы на квантовых эффектах
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Таганрог – 2007г.
2
Работа выполнена на кафедре радиотехнической электроники
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА
ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА в г. ТАГАНРОГЕ
Научный руководитель
доктор технических наук, профессор
Червяков Г.Г.
Официальные оппоненты
доктор технических наук, профессор
Захарченко В.Д. (ВГУ, г. Волгоград)
кандидат технических наук, с.н.с.
Лебедев В.К.
(ФГУП «Прибор», г. Таганрог)
Ведущая организация:
ФГУП «ВИГСТАР», г. Москва
Защита состоится 30.10.2007г.
на заседании диссертационного
совета Д.212.208.23 при Технологическом институте Южного
Федерального Университета в г. Таганроге по адресу: 347928, ул.
Шевченко 2, ауд. Е-306.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮФУ
Автореферат разослан « 28 » 09. 2007г.
Ученый секретарь диссертационного
совета Д.212.208.23
докт. техн. наук, проф.
Н.Н. Чернов
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Нелинейные устройства СВЧ широко
применяются во всех современных телекоммуникационных системах.
Наибольшее применение в качестве активных нелинейных элементов в
таких устройствах нашли полевые транзисторы с барьером Шотки (ПТШ).
ПТШ (английская аббревиатура MESFET),которые обладают рядом
преимуществ перед другими типами СВЧ активных элементов. Это малый
коэффициент шума, возможность работы на частотах вплоть до 60
гигагерц, высокое входное сопротивление, устойчивость в широком
диапазоне частот, простота и технологичность изготовления. Все эти
факторы делают ПТШ незаменимыми при проектировании и изготовлении
таких СВЧ устройств как усилители, умножители и делители частоты,
смесители и генераторы.
Методов анализа нелинейных СВЧ устройств в настоящее время
существует множество. Основными на данный момент являются метод
гармонического баланса и метод функциональных рядов Вольтерра.
Методы машинного анализа СВЧ нелинейных устройств также в основном
используют эти два метода.
Метод гармонического баланса, являясь частотным методом,
позволяет достаточно полно исследовать нелинейные СВЧ устройства с
сильной нелинейностью и определять его передаточные характеристики
(коэффициент передачи и др.). Этот метод используется для исследования
таких СВЧ нелинейных устройств как умножители, генераторы, смесители.
Однако при полигармоническом возбуждении анализ данным методом
значительно усложняется и требует значительного увеличения времени для
расчетов (особенно при расчете интермодуляционных искажений и
уровней сжатия смесителей).
Метод функциональных рядов Вольтера обычно используется для
исследования СВЧ устройств со слабой нелинейностью, и, являясь
временным методом, позволяет достаточно точно и быстро определять
интермодуляционные искажения различных порядков.
Именно поэтому существует необходимость в разработке метода
анализа нелинейных СВЧ устройств, позволяющего с достаточной
точностью и достоверностью определять как передаточные характеристики
этих устройств, так и нелинейные искажения, возникающие при
воздействии полигармонических сигналов.
Для анализа работы СВЧ устройств на полевых транзисторах с
затворами Шотки необходимо определить аппроксимации их
характеристик, чтобы они совпадали с экспериментальными результатами.
4
Полученные сегодня выражения для выходных
ВАХ
зачастую
не
учитывают особенностей планарной конструкции приборов этого типа.
Поэтому весьма актуально в настоящее время разработка методов
моделирования выходных характеристик ПТШ и ДЗПТШ (двухзатворных
полевых транзисторов).
Целью данной работы является разработка метода анализа нелинейных
СВЧ устройств, который позволил бы определять как передаточные
характеристики нелинейных устройств, так и нелинейные искажения,
возникающие в таких устройствах при воздействии полигармонических
сигналов, а также приложение этого метода для анализа СВЧ смесителей и
умножителей на полевых транзисторах с затвором Шотки.
Для достижения указанной выше цели предлагается решение
следующих задач:
- исследование существующих методов нелинейного анализа,
пригодных для СВЧ устройств на ПТШ;
- разработка метода анализа наиболее полно описывающего
основные характеристики и нелинейные искажения таких СВЧ устройств
на ПТШ как смесители и умножители;
- разработка метода моделирования выходных характеристик
ПТШ и ДЗПТШ;
- разработка оптимального метода анализа эквивалентных схем
ПТШ и ДЗПТШ для СВЧ смесителей и умножителей;
- расчет смесителей и умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ
известными методами и разработанным в данной работе, и сравнение
полученных результатов;
- анализ и расчет нового типа смесителя на ПТШ, работающего в
режиме управляемого сопротивления;
- схематические решения для смесителей и умножителей СВЧ на
ПТШ и ДЗПТШ;
- анализ природы шумов в СВЧ полевых транзисторах с барьером Шотки и
моделирование шумов в СВЧ ПТШ с двумя затворами с точки зрения
волнового подхода;
- анализ влияния режима работы смесителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ на их
шумовые характеристики, а также анализ технических и технологических
методов снижения уровня шумов у полевых СВЧ транзисторов.
Научная новизна
1. Предложен метод моделирования выходных характеристик
двухзатворного ПТШ с учетом особенностей переноса заряда в
транзисторе планарной конструкции.
2. Разработан метод анализа нелинейного СВЧ устройства при
полигармоническом входном сигнале, позволяющий получить
5
3.
4.
5.
6.
явные
выражения
для
комплексных
амплитуд
токов (напряжений) как функции амплитуд входных воздействий и
сравнительно просто вычислить амплитуды комбинационных
гармоник отклика нелинейного двухполюсника с характеристикой,
аппроксимируемой любой из функций при полигармоническом
входном воздействии.
Используя возможности метода анализа нелинейного СВЧ
элемента, разработан метод расчета нелинейных характеристик
преобразователя СВЧ на ПТШ, который позволяет достаточно
просто рассчитать все основные характеристики преобразователя
частоты на полевом транзисторе и нелинейные эффекты,
возникающие в нем при воздействии модулированных сигналов и
квазигармонических помех.
Предложен метод расчета характеристик умножителей СВЧ на
ПТШ с учетом полной эквивалентной схемы транзистора при
аппроксимации
нелинейных
характеристик
произвольной
аналитической функцией на основе разработанного метода
анализа.
Предложен метод моделирования эквивалентных схем СВЧ ПТШ,
при котором нелинейные элементы эквивалентной схемы
описываются рядами Тейлора в окрестностях напряжения
смещения, пригодный для автоматизированных методов расчета.
Предложен метод моделирования шумов в СВЧ ПТШ с двумя
затворами с точки зрения волнового подхода, включающий в себя
несколько этапов.
Практическая значимость
- разработана методика расчета выходных характеристик ДЗПТШ с
учетом с учетом нелинейности объема полупроводника;
- разработана методика расчета нелинейных характеристик
преобразователей и умножителей СВЧ на ПТШ;
- разработана методика моделирования эквивалентной схемы СВЧ
ПТШ, пригодная для автоматизированных методов расчета;
- разработана методика моделирования шумов в СВЧ ПТШ с двумя
затворами
Положения выносимые на защиту
- метод моделирования выходных характеристик ДЗПТШ с учетом
особенностей переноса заряда в транзисторе планарной конструкции;
- метод анализа нелинейного СВЧ устройства при полигармоническом
входном сигнале и применение его для расчета нелинейных
характеристик преобразователей и умножителей СВЧ на ПТШ;
- методика моделирования эквивалентных схем СВЧ ПТШ для
автоматизированных методов расчета;
6
методика
моделирования шумов в СВЧ ПТШ с двумя
затворами
- результаты проектирования и расчета нелинейных характеристик
преобразователей и умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ.
Реализация результатов диссертации (внедрение)
Апробация работы
Основные положения и результаты работы обсуждались и были
одобрены на:
- ВНТК «Интегральная электроника СВЧ», Красноярск, 1988 г.;
- ВНТК «Актуальные проблемы твердотельной электроники и
микроэлектроники», ТРТУ,1994, 1995 г. г.;
- ВМК «Современные проблемы электроники и радиофизики
СВЧ», Саратов,1997 г.;
- 3-я МНТК «Электроника и информатика XXI век», Зеленоград,
2000 г.;
- 2-я Всеросс. конф. молодых ученых, С-Петербург, Технич.
Университет, 2000 г.;
- 2-я МНТК «Физика и технические приложения волновых процессов»,
Самара, 2003 г.;
- 9-я МНТК «Актуальные проблемы твердотельной электроники и
микроэлектроники», Дивноморское, 2004 г.;
- XVIII МНТК «Математические методы в технике и технологиях»,
ММТТ-18, Казань, 2005 г.;
- 10-я МНТК «Актуальные проблемы твердотельной электроники и
микроэлектроники», Дивноморское, 2006 г;
- XIX МНК Математические методы в технике и технологиях –
ММТТ-19, Воронеж, 2006 г.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 32 научных работы,
включая 9 статей, в т. ч. в центральной печати, и 20 материалов тезисов
докладов; зарегистрировано в ВНИИТЦ 3 научно-технических отчета по
госбюджетным НИР в рамках научно-технической программы МО РФ
«Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям»
по разделу «Электроника».
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка
литературы, списка основных публикаций, отражающих основное
содержание диссертации и трех приложений. Работа изложена на 214
страницах, содержит 00 рисунков, список литературы из 87 наименований.
7
Содержание работы
Указанные цели и задачи определили содержание работы.
Во введении дается общая характеристика работы, обоснована
актуальность темы исследования, сформулированы цель и основные задачи
работы, показана ее практическая значимость, дано краткое изложение
содержания и сформулированы основные положения, выносимые на
защиту.
В первой главе дается обзор современных методов анализа
нелинейных СВЧ устройств, основные виды аппроксимаций характеристик
нелинейных элементов, а также рассматриваются виды нелинейностей в
этих устройствах.
Обзор методов анализа нелинейных СВЧ устройств, проведенный
в данной главе, позволяет разделить эти методы на шесть групп.
Разделение методов на группы условно, так как зачастую для анализа того
или иного СВЧ устройства приходится применять не один метод, а целый
ряд методов. Из обзора методов анализа нелинейных СВЧ устройств
сделаны следующие выводы:
- часть методов применимы только к слабо нелинейным
устройствам, остальные методы могут использоваться и для
сильнолинейных устройств и цепей;
- не все методы применимы для анализа устройств, при
многочастотном воздействии;
- основными методами для анализа нелинейных СВЧ устройств в
настоящее время являются метод рядов Вольтерра-Винера и метод
гармонического баланса;
- метод рядов Вольтерра хорошо подходит к слабо-нелинейным
цепям и дает хорошие результаты при анализе нелинейных искажений в
устройствах СВЧ;
- методы гармонического баланса используются для сильнонелинейных СВЧ устройств. Им присущи независимость сложности
расчета от порядка линейной части устройства и расчет установившегося
режима без расчета переходного;
- анализ сильно-нелинейных СВЧ устройств (смесители,
умножители, генераторы, делители частоты) представляет сложную задачу,
требующего
решения,
усложняющуюся
при
воздействии
полигармонических сигналов.
Для анализа и расчета нелинейных СВЧ устройств используется
аппроксимация их нелинейных характеристик. Выбор оптимальной
аппроксимации зависит от вида нелинейной характеристики и от режима
работы нелинейного элемента. Каждому виду анализа нелинейного СВЧ
устройства
соответствует
определенный
способ
аппроксимации
нелинейной характеристики (см. таблицу 1.1 раздел 1.2).
8
Из
обзора
видов аппроксимаций характеристик
нелинейных элементов сделаны следующие выводы и рекомендации:
- для исследования модуляторов детекторов преобразователей и
делителей СВЧ спектральными методами, основанными на использовании
тригонометрических формул кратного аргумента и рядов Тейлора,
применяется полиноминальная аппроксимация;
- при расчете усилителей, генераторов, умножителей СВЧ методом
угла отсечки используется кусочно-линейная аппроксимация;
- при исследовании детекторов и преобразователей СВЧ методом,
основанном на исследовании функции Бесселя от мнимого аргумента,
следует использовать экспоненциальную аппроксимацию.
При определении нелинейных искажений СВЧ устройств, их
целесообразно разделить на два класса:
- устройства с существенной нелинейностью;
- устройства с несущественной нелинейностью.
Устройства с существенной нелинейностью – это устройства, у
которых хотя бы один из операторов Li системы (1.1) в заданной области
мгновенных значений токов или напряжений осуществляет их нелинейное
преобразование (“отсечка”, ограничение, ключевой режим).
Устройства, у которых операторы системы (1.1) не осуществляют
нелинейных преобразований, относятся к устройствам с несущественной
нелинейностью. Для этих СВЧ устройств операторы Li можно
с
достаточной точностью представить в виде рядов Вольтерра с числом
членов n не более трех. Для СВЧ устройств с существенной
нелинейностью, подобное представление операторов Li будет неточным.
Одно и тоже СВЧ устройство может работать в режиме
несущественной и существенной нелинейности какого-то либо СВЧ
устройства может быть и по другой причине. Так преобразователи СВЧ
содержат отдельные элементы, работающие в области существенной
нелинейности, однако его оператор “вход-выход” должен быть близок к
нелинейному. Различие подходов к одному и тому же СВЧ устройству
позволяет использовать для его анализа наиболее эффективные методы.
Все вышеизложенные соображения используются в последующих
главах диссертации.
Во второй главе проведен анализ нелинейных преобразующих СВЧ
устройств на ПТШ и ДЗПТШ к которым относятся смесители и
умножители СВЧ. На основании проведенного анализа сделаны выводы и
рекомендации, заключающиеся в следующем:
1. Cмесители СВЧ на ПТШ, по сравнению с диодными, обладают
положительным коэффициентом преобразования и низким коэффициентом
шума. Применение ДЗПТШ в смесителях частоты обеспечивает усиление
преобразованного сигнала при приемлемом коэффициенте шума,
9
обеспечивает
развязку
между цепями сигнала и гетеродина за счет
подачи их на разные электроды транзистора без применения направленных
ответвителей и гибридных устройств Кроме того, использование ДЗПТШ в
интегральных СВЧ-схемах позволяет строить смесители с автогенерацией
self-oscillating mixer, а применение специальной структуры ДЗПТШ с
дополнительным омическим контактом, расположенным между первым и
вторым затвором, позволяет осуществить подавление зеркального канала
band rejection mixer.
2. Резистивные смесители на ПТШ, не только не уступают диодным и
активным смесителям на ПТШ, но и превосходят их по
интермодуляционным искажениям, обладая при этом приемлемым
коэффициентом шума и низкими значениями мощности гетеродина.
3. Анализ работы смесителей СВЧ на ПТШ основывается на
нелинейном анализе элементов эквивалентной схемы транзистора в
режиме большого сигнала
4. Основными нелинейными элементами эквивалентной схемы
смесителя на ПТШ являются:
- крутизна gм и емкость затвор-исток CЗИ, (gate mixer);
- сопротивление канала и нелинейность емкости СЗС (drain mixer);
- сопротивление канала (resistive mixer).
5. Максимальный коэффициент преобразования смесителя СВЧ на
ПТШ реализуется при КЗ на сигнальном гетеродинном входом для ПЧ и
КЗ на ПЧ выходе для сигнала и гетеродина. Для более точного выражения
коэффициента преобразования смесителя на ПТШ следует учитывать
влияние домена сильного поля.
6. При полном анализе ПТШ в режиме большого сигнала следует
учитывать параметры эквивалентной схемы как C зи и C зс является
функциями двух переменных напряжений U си , U зи .
7. Для преобразователей СВЧ на ПТШ оптимальная мощность
гетеродина, необходимая для получения максимального коэффициента
преобразования на 3-5 дБ больше оптимальной мощности гетеродина
необходимой для реализации минимального коэффициента шума.
8. Для анализа смесителей на ДЗПТШ в режиме большого сигнала,
двухзатворный
ПТШ предпочтительнее представлять в виде двух
однозатворных ПТШ, включенных последовательно. Обобщенные
характеристики ДЗПТШ имеют три основные нелинейные области, каждой
из которых соответствует свой режим работы транзистора. Для расчета
смесителей на ДЗПТШ следует использовать те же модели, которые
пригодны для расчета смесителей СВЧ на однозатворных ПТШ.
9. Использование ДЗПТШ в смесителях СВЧ предпочтительнее по
сравнению с ПТШ по следующим соображениям:
10
-максимальный коэффициент преобразования
такого
СВЧ
смесителя
может
достигать,
при
соответствующих
условиях,
максимального коэффициента усиления в линейном режиме;
- возможность работы в автодинном режиме;
-хорошая развязка между цепями сигнала и гетеродина, обусловленная
конструктивными особенностями транзистора ;
- малые габариты и технологическая совместимость с монолитными
схемами на GaAs .
10. Смесители на ПТШ, работающие в режиме управляемого
сопротивления канала (резистивные смесители), благодаря высокой линейности сопротивления сток-исток ПТШ имеют очень низкий уровень
интермодуляционных составляющих, а отсутствие прямого тока через канал
транзистора обеспечивает низкий коэффициент шума при равных потерях
преобразования, что и у диодного смесителя. Отсутствие постоянного тока
через канал транзистора позволяет избежать шумов 1 / f , которые присущи
смесителям, работающим в активном режиме. Данные смесители
эффективно работают при очень низких значениях промежуточной частоты,
возможна работа с нулевой промежуточной частотой в режиме фазового
детектора. Сравнительная характеристика смесителей на ПТШ и ДБШ
приведена в табл. 1.
Табл. 1
Тип
смесителя
Потери
преобразования, дБ
Диодный
7,2
Интермодуляции
ИМЗ
10,5
Рвых.,
дБм
Кш,
дБ
0
7,7
Резистивный
6,5
21,5
9,1
6,6
Активный
-6,0
16,0
5,0
5,0
11. Умножители СВЧ на ПТШ предпочтительнее диодных
умножителей,
так
как
имеют
положительную
эффективность
преобразования. В отличие от усилителей, которые рассматриваются в
основном как линейные системы, умножители строятся на работе ПТ в
нелинейном режиме. Поэтому схемное построение не только на основной
частоте, но и на гармонических частотах очень критично к нелинейным
умножительным процессам. При этом, большое влияние на
умножительные процессы оказывают режимы согласования входа, выхода
прибора и обратной связи.
12. Основной путь умножения частоты на ПТШ – работа
транзистора либо в области прямой проводимости, либо в области отсечки
тока. Работа в области прямой проводимости даёт выигрыш в
эффективности преобразования на 1 - 2 дБ, хотя при этом имеется риск
разрушения прибора из-за увеличения тока стока. Поэтому режим отсечки
11
тока предпочтителен, хотя и менее эффективен. В этом режиме
транзистор работает как полупроводниковый выпрямитель. Помимо
вольтуправляемого токового генератора в частичном удвоении
значительную роль играет выходная проводимость транзистора. Совместно
эти два элемента описывают приборную внутреннюю «динамическую»
ВАХ.
13. Основными нелинейностями в умножителе на ПТШ являются
крутизна gm и стоковая проводимость gc. Для умножения частоты в
двухзатворном ПТШ используются два вида нелинейности: нелинейная
зависимость тока стока от напряжения на затворе и
нелинейная
зависимость тока затвора от напряжения на нем. Нелинейные модели ПТШ
для моделирования умножителей частоты должны учитывать режимы при
работе на крутой и пологой областях ВАХ характеристики, режим отсечки
тока стока, инверсный режим, режим прямого смещения на затворе, а
также пробойные явления.
14. Умножители на двухзатворных ПТШ, по сравнению с
умножителями на однозатворных ПТШ, дают повышенное усиление
преобразования, лучшую изоляцию между входом и выходом, более
выраженные нелинейные характеристики и лучшее регулирование
усиления преобразования. По эффективности преобразования (усилению
преобразованного сигнала) умножители на ПТШ и ДЗПТШ превосходят
умножители частоты на биполярных транзисторах и варакторных диодах.
Сравнительные характеристики умножителей на диодах, биполярных
транзисторах и ПТШ приведены в таблице 2.
Табл. 2
Характеристика
на диодах
Полоса частот
Задающая высокочастотная
мощность, мВт
Выходная частота, ГГц
Эффективность преобразования
частоты, %
Изоляция
Мощность управления в
3-см диапазоне, Вт
Стабильность умножения
Искажение высших гармоник
Узкая
300
Умножители
на биполярном
транзисторе
Средняя
100
на полевом
транзисторе
Широкая
10
18
50 - 70
11
60
30
90 – 200
Плохая
1-4
Средняя
0,5
Очень хорошая
1-4
Хорошая
Большое
Плохая
Малое
Очень хорошая
Очень малое
Из анализа, проведенного в данной главе, следует, что СВЧ
смесители и умножители на ПТШ и ДЗПТШ в настоящее время
превосходят их аналоги на других нелинейных элементах по основным
параметрам уступая диодным только по высокочастотности.
Основная проблема при проектировании СВЧ смесителей и
умножителей на ПТШ и ДЗПТШ в настоящее время заключается в
12
разработке
новых
методов моделирования и расчета таких
устройств с приемлемой инженерной точностью учитывая все нелинейные
эффекты, возникающие в этих устройствах.
В третьей главе проведено моделирование ВАХ ПТШ и ДЗПТШ с
учётом нелинейности объёма полупроводника, предложен метод анализа
нелинейного СВЧ устройства при полигармоническом воздействии и на
основе этого метода разработан метод расчета нелинейных характеристик
преобразователя СВЧ на полевом транзисторе с затвором Шотки и
приложение метода анализа к расчету умножителей СВЧ на ПТШ.
Для анализа работы СВЧ устройств на полевых транзисторах с
затворами Шотки необходимо определить аппроксимации их характеристик,
чтобы они совпадали с экспериментальными результатами. Полученные
сегодня выражения для выходных ВАХ зачастую не учитывают
особенностей планарной конструкции приборов этого типа. На рис. 1
представлена планарная модель двухзатворного ПТШ. Эти особенности
существенно влияют на процессы переноса заряда в ПТШ как в объёме
полупроводникового пространства в боковых областях (затвор-исток и
затвор – сток), так и в канале, и кроме того, при выводе аналитического
выражения для выходных ВАХ ПТШ следует учитывать свойства
применяемого полупроводникового материала в ПТШ СВЧ диапазона, в
котором нелинейные свойства должны быть учтены во всём пространстве
дрейфа носителей [1], [2]. Вместе с тем малые размеры междуэлектродных
областей способны значительно усилить упомянутые нелинейные эффекты
объёмов и областей движения носителей тока при приложении внешнего
электрического поля, соизмеримого по величине с пороговой
напряженностью (характерной для эффекта Ганна).
l1
l2
И
l4
l3
2
 с
3
II
I
1
С
32
31
1
l5
v
V
IV
III
2
4
3
4
  си
xi
b
Рис. 1
В предлагаемой квазиодномерной модели активный участок ДЗПТШ
представляет собой 5 областей, в которых протекает ток основных
носителей. При этом приняты следующие допущения:
- граница области пространственного заряда (ОПЗ) имеет резкий
характер и имеет некоторый наклон в область стока;
- пространства протекания тока в межэлектродных областях исток-
13
затвор I, затвор I - затвор 2,
затвор
2-сток
определены
расстоянием полуизолирующей подложкой и границей ОПЗ;
- проникновение ОПЗ в межэлектродные области не влияет на
величину протекающего тока.
При расчете тока I с учетом зависимости подвижности от
электрического поля использованы формулы:
I 

jds ; ds  bdy ;
j
S
(1)
en  0 E
 E 
1

 EП 
2
,
где j - плотность тока;  0 - подвижность электронов на дне зоны
проводимости; Е и Еп – электрическое и пороговое поля; n –
концентрация носителей в эпитаксиальном слое; e – заряд электрона; S –
площадь сечения токопроводящего канала.
Считаем, что ток, протекающий между истоком и стоком одинаков во
всех областях структуры ДЗПТШ. Алгоритм расчета следующий:
1. Организуется цикл изменения потенциала φ1,соответствующего
левой границе первого затвора;
2. По заданным значениям φ1 и напряжению между истоком и первым
затвором однозначно определяется δ1 и ток І;
3. Последовательно рассчитываются (δ2, φ2), (δ3, φ3), (δ4, φ4);
4. Рассчитываются φ5 = Uси, (φ, I, Uз1, Uз2), откуда получаются I(φ1,
Uз1, Uз2, Uси).
Для реализации расчета тока а п. 2 алгоритма он представляется
суммой нескольких токов, протекающих по прямоугольникам (рис. 2).
l2
И
l1
31

y1
1

y
Рис. 2
Определяя напряженность поля Е из геометрических построений,
после интегрирования (1) получим искомый ток на участке I.
Для участка II используется методика, описанная в [2].
(2)

  U зи  d 
I  en  0 ab  1 

U om c
,

 dx i
14
Учитывая (1) и (2) получено квадратное уравнение относительно
Е, решение которого можно проинтегрировать разделяя переменные и
используя граничные условия получить трансцендентное уравнение для
определения δ2 в виде:
(3)
f  X   f  X 
1
n
2
n
Для решения (3) используется метод половинного деления в области
III и находится выражение для тока:

(4)
I  en  0 b
l3
2

 
1  2 2 
l3 E П 

  3 

a  2
 .
2


Решая (4) относительно φ3 получаем:  3     2 .
Расчет φ4 для области IV аналогичен расчету φ2.
Для области V решается обратная задача, при этом получено:
2
 a2

U
 2  2 2

2

E П  l5   4 
ben  0
 l
4

I 
U 2 4 5 2 ln 
2


U
2
 4  l5
 1 2 2

2
E П  l5   4  


где
U  U cu   4 .
(5)
(6)
Решая трансцендентное уравнение (6) методом
половинного деления получим: U cu  U   4 .
На рис. 3 приведены выходные характеристики ДЗПТШ 3П328-А2
(сплошные линии), имеющиеся в паспорте на прибор, и расчетные (точки),
выполненные по вышеизложенной методике.
Рис. 3
Из рис. 3 видно, что предложенный метод расчета выходных
характеристик двухзатворного ПТШ с учетом нелинейности объема
полупроводника,
имеет
хорошее
совпадение
с
реальными
15
характеристиками
исследуемого прибора
и
может
быть
рекомендован для инженерных расчетов.
Предложенный в разделе 3.2 этой главы метод анализа
нелинейного устройства позволяет вычислить комплексные амплитуды
гармоник отклика комплексного нелинейного двухполюсника на
полигармоническое воздействие при любой аппроксимации характеристик
нелинейных элементов.
Расчет комплексной амплитуды гармоники тока Jm (3.59) в
комплексном нелинейном двухполюснике сводится к следующим
действиям:
– по заданным ν, [m], [k] из (3.61) и (3.60) находятся
положительные целые числа ps и ls при задаваемом порядке производной γ
в ряде (3.59);
– по найденным ps и ls для каждого из заданных γ, используя
(3.54). (3.55), находим производные соответствующего порядка в рабочей
точке нелинейных двухполюсников для ряда (3.59);
– по найденным значениям ps и ls вычисляется коэффициент А и
записывается ряд, так как все величины, входящие в него, найдены
предыдущими действиями, а амплитуды воздействий заданы.
В разделе 3.3 продемонстрированы возможности метода,
изложенного в разделе 3.2 на примере расчета нелинейных характеристик
преобразователя СВЧ на ПТШ.
Получены выражения:
- комплексного коэффициента передачи: K см  U 1,  1, 0 t  E 1,  1, 0 t  .
- АЧХ и ФЧХ ПЧ как модуля и аргумента комплексного числа:

K см  E 1, 0 , 0 Aсм  B см
2
2

1
2
B см
;  см  arctg
,
Aсм
- группового времени запаздывания (ГВЗ), принимая в качестве
последнего производную от ФЧХ по частоте.
1
2
2
 A см  A см
 B см  ,
t 3 см   A см  B см   B см
- коэффициента сжатия преобразователя частоты

K сж см  2 E1, 0 , 0
2
 3 E 0 ,1, 0 t   4 E 0 , 0 ,1 t   5 E1, 0 , 0
2
2
  7 E 0 ,1,0  t 
2
2
E 1,0 ,0
  8 E1,0 ,0
4
2
E 0 , 0 ,1 t   6 E 0 ,1, 0 t  E 0 , 0 ,1 t  
2

2
2
1
 ...  1 .
- коэффициент блокирования преобразователя частоты
4  5 E 0 ,1, 0 t   6 E 0 ,1, 0 t  E 0 , 0 ,1 t 
2
K бл см  1 
1  2 E 1, 0 , 0
2
2
 3 E 0 ,1, 0 t   7 E 1, 0 , 0
2
2
2
E 0 ,1, 0 t   8 E 1, 0 , 0
2
4
16
-
интермодуляционных
искажений
преобразователя
частоты
K и см
как отношение амплитуды мешающей гармоники к амплитуде
полезной, т.е.
K и у  U 0 , m 2 , m 3 / U 0 ,1 , 0 ; K и см  U m1 , m 2 , m 3 / U 1 ,  1 , 0 .
.
Таким образом, используя метод анализа нелинейных устройств,
изложенный в разделе 3.2, можно рассчитать все основные характеристики
преобразователя СВЧ на ПТШ и нелинейные эффекты, возникающие в нем
при
прохождении
модулированных
сигналов
и
воздействии
квазигармонических помех.
В разделе 3.4 дано приложение метода анализа нелинейного
устройства для расчета умножителей СВЧ.
В
четвертой главе
произведен анализ моделирования
эквивалентных схем СВЧ полевых транзисторов. Рассмотрены различные
подходы к разработке структурных моделей полевых транзисторов c
барьером Шотки. Проанализированы различные модели эквивалентных
схем ПТШ.
На основе анализа разработан метод моделирования ПТШ где
нелинейные элементы эквивалентной схемы описываются рядами Тейлора
в окрестностях напряжения смещения постоянного тока. Особенность
предлагаемого моделирования состоит в том что, коэффициенты ряда
Тейлора измеряются в конкретной точке смещения. В этом смысле
моделирование аналогично отысканию линейных
S-параметров.
Предлагаемая методика измерения коэффициентов ряда Тейлора обладает
достаточной простотой, ее можно применить для автоматизированных
методов расчета, а вычисление ИM может быть получено с приемлемой
точностью.
ПТШ моделируется эквивалентной схемой, которая включает три
нелинейных элемента: емкость затвор-исток Сgs, ток сток-исток Ids и
управляемый источник Id(Vg) ( рис. 4).
Рис. 4
17
Алгоритм моделирования нелинейных элементов эквивалентной
схемы следующий:
- Емкость Сgs. Находится Сgs0, при нулевом напряжении и решается
уравнение:
C
С
gs
(V
gb
Дифференцируя
Тейлора.
с  с (V
)
1
gs gb
)
.
gs 0
1V
gb
/
уравнение,
;
mC
c

2
2 (1  V
получаем
;
gs 0
gb
/)
m ( m  1) C
c
m 1
коэффициенты
3

6
2
(1  V
gb
.
gs 0
/)
ряда
m2
- Проводимость gds находится непосредственно из измеренных Sпараметров на низких частотах, 10 ─ 100 МГц. S-параметры потом
преобразовываются в Y параметры, и проводимость находится по
y
формуле:
22
g

ds
1 (y
21
 y
22
)R
s
- Способ получения параметров управляемого источника Id(Vg)
сводится к подаче слабого сигнала на вход ПТШ и измерению на выходе
второй и третьей гармоники. Сигнал должен быть в диапазоне частот 10 ─
100 МГц, и мощностью 25 ─ 30 дБм на входе ПТШ. Схема установки
показана на рис. 5. Для определения коэффициенов ряда Тейлора
используются следующие уравнения:
P (100 MHz )
0
IM 
2
P ( 50 MHz )
0
g
2
 g (1  g C R )
1
1 R s
2
IM
IM
2R
2
P
in in
3
P (150 MHz )
0

P ( 50 MHz )
0
y
g
1

21

1
gd  R  R 
1 s
d
gd
1

1 y
21
3
2
g (1  g C R )
2g C R
1
1 R s
2 R S
g 

3 1 g C R
2R P
1 R s
in in
R




s
IM
з
На рис. 6 показаны графики вычисленных производных выходных
характеристик (Id(Vg)) ПТШ, которые пропорциональны коэффициентам
gn: ─ 1-я производная (график-□), Gm (=g1); ─ вторая производная Id(Vg)
(=2g2) (график-+); ─ третья производная Id(Vg) (=6g3),график-▲.
В разделе 4.1 данной главы проведены моделирование и расчет
смесителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ. Разработанный смеситель на ПТШ,
работающий в режиме нелинейного сопротивления имеет лучшие
характеристики по ИМ2 и ИМ3, по сравнению с диодными и смесителями
на ПТШ, работающими в активном режиме при тех же потерях
преобразования что и у диодного. На рис. 7 показаны измеренные уровни
интермодуляционных продуктов второго (ИМ2) и третьего (ИМ3)
порядков на
средней полосе пропускания смесителя как функции
18
мощности гетеродина и напряжения смещения на затворе ПТШ при
постоянном уровне входного сигнала – 6 дБм.
0.8
-10 дБ
50 МГц
0.4
100 и
150 МГц
-30 дБ
Анализ.
спектра
0.5
Фильтр
0.6
0.3
0.2
0.4
0.1
0
0.2
Усилит.
-0.1
-0.2
+20 дБ
0
-0.3
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
Uз
Рис. 5
Рис. 6
-40
-50
-30
-60
-40
-1.1 В
PIM2, дБм
-1.1В
PIM3 дБм
-1.6 В
-70
-1.6 В
-1.6В
-2.2 В
-50
-80
-1.1 В
-2.2 В
-2.2В
-60
-90
5
g3
Генератор
50 МГц
ПТШ
g1 и g2
Атт.
5
10
PLO дБм
10
PRF, дБм
Рис. 7
Спроектированный повышающий смеситель на ДЗПТШ имеет следующие
характеристики: выходная мощность преобразованного сигнала,
измеренная на лабораторном макете, составляет 2,5 мВт в 7%-ной полосе
частот 3см - диапазона при уровне интермодуляционных искажений -20
дБ. Мощность гетеродина равна 5 мВт, мощность сигнала ПЧ 0,4 мВт.
Амплитудные характеристики смесителя приведены на рис. 8.
В разделе 4.2 было проведено моделирование и алгоритм расчета
умножителя СВЧ на ПТШ на основе нелинейной модели ПТШ на примере
СВЧ полевого транзистора средней мощности АП602А-2. Проведен анализ
работы ПТШ в режиме удвоения частоты и приведен алгоритм расчета.
Данная методика была использована для проектирования умножителя СВЧ
0
19
на ПТШ. Разработанный удвоитель СВЧ на ПТШ 3П602Б-2 может быть
использован в усилительно-умножительных цепочках для формирования
высокостабильных колебаний.
Зависимость коэффициента передачи 2-й гармоники Кп от
напряжения затвор-исток Uзи при различных напряжениях сток-исток Uси
представлена на рис. 9. Амплитудная и амплитудно-частотная
характеристики удвоителя показаны на рис. 10 и 11.
PВЫХ , мВт
KП
EC  6.5 B
3
U СИ  6 В
1.2
PГ  5 мВт
1.0
PГ  7 мВт
0.8
PГ  3 мВт
0.6
U СИ  5 В
2
U СИ  4 В
0.4
1
0.2
PПЧ , мВт
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
-2
Рис. 8
U ЗИ , В
-3
Рис. 9
КП
0
1.2
1.0
-2
0.8
0.6
-4
0.4
0.2
-6
PВХ ,
10
20
Рис. 10
30 мВт
300
100
f 0 100
300
500
Рис. 11
Разработанные балансные умножители на ДЗПТШ имеют лучшие
характеристики чем схемы на однозатворных ПТШ. Основные
характеристики балансных умножителей приведены на рис. 12 – 15. На
рис.12 и 13 показаны АЧХ удвоителей на ДЗПТШ, собранных по
20
балансной схеме при разных уровнях входной мощности. На рис.
14 и 15 показаны зависимости эффективности преобразования умножителя
на ДЗПТШ от выходной частоты и входной мощности. Рисунок 14
соответствует режиму удвоения, а рис. 15 – режиму утроения частоты.
Сравнительный анализ умножителей на ПТШ и ДЗПТШ позволяет
сделать выводы:
- схема с однозатворным транзистором дает эффективность
преобразования на 4 – 6 дБ ниже, чем схема на ДЗПТШ;
- схема с однозатворным транзистором дает эффективность
преобразования примерно на 4 - 5дБ ниже, чем схема с двухзатворным
транзистором;
- управление смещением напряжения на втором затворе позволяет
двухзатворному умножителю частот изменять эффективность
преобразования на 36 дБ (от +8 до -28 дБ) на частоте удвоенного сигнала;
Pвх=17 дБм
16
14
Pвх=13 дБм
12
10
Pвх=0 дБм
5
8
9
10
11 12 13 14 15
Частота (2f0 ), ГГц
16
Выходная мощность (2f0 ), дБм
Выходная мощность (2f0 ), дБм
20
18
18
16
14
12
+10
Pвх=10 дБм
Pвх=5 дБм
+5
0
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Частота(2f0 ), ГГц
17
Рис. 12
Рис. 13
Uс и=6 В
10
6
4
2
+5 дБм
4
Эффективность, дБ
Эффективность, дБ
Uс и=6 В
Рвх=0 дБм
8
+10 дБм
2
0
+15 дБм
-2
-4
-6
Рвх =0 дБм
0
-2
+5 дБм
-4
+10 дБм
-6
-8
-10
10
12
14
16
Эффективная частота , ГГц
18
10
11
12
13
14
Эффективная частота , ГГц
Рис. 14
Рис. 15
15
16
21
В разделе 4.3 данной главы также проведен анализ шумовых
параметров ПТШ и ДЗПТШ. Проанализирована природа шумов в СВЧ
полевых транзисторах с барьером Шотки. На основании проделанного
анализа сделаны выводы:
─ основным источником шумов в ПТШ является диффузионный шум;
─ в ПТШ кроме источников теплового шума, создаваемых
омическими сопротивлениями областей затвора, истока и стока, следует
2
учитывать два источника шумового тока: в цепи затвора i з и в цепи
2
стока i c ;
─ основные механизмы, вызывающие возникновение шумовых
флуктуации в полевых тетродах те же, что и у полевого транзистора
─ величины F при различных схемах включения (ОИ, ОЗ)
практически равны, поэтому основной задачей, возникающей при
теоретическом исследовании шумовых свойств тетрода, является
определение того, насколько существенный вклад вносит его вторая
половина в общую величину F прибора;
─ влияние второй половины тетрода на общий коэффициент шума
заключается в увеличении эффективного шумовового сопротивления на
величину R n 1 , которую можно найти по формуле (4.95).
Было проанализировано влияние режима работы смесителя на
ПТШ на его шумовые характеристики и на основе анализа сделаны
следующие выводы:
─ в первом режиме смеситель на ПТШ эквивалентен каскадному
включению диодного смесителя на ДБШ и усилительного каскада на
ПТШ. Анализ показывает, что при учете потерь в выходном контуре
смесителя и проводимости нагрузки коэффициент шума ПЧ на ПТШ
будет меньше коэффициента шума диодного ПЧ;
─ в ПЧ на ПТШ с преобразованием частоты в канале транзистора
(второй режим работы) процесс преобразования становится невзаимным
(невозможно обратное преобразование ПЧ в частоту МП). Из анализа
данного режима следует, что коэффициент шума уменьшается с ростом
постоянной составляющей тока затвора I01 (за счет возрастания доли
дробовых шумов генерации носителей тока в переходе затвора в общем
шуме ПЧ) и крутизны преобразования Si
─ ПЧ с преобразованием частоты на нелинейности стоковой
характеристики ПТШ (третий режим работы), когда напряжение
гетеродина подается в цепь стока (в отличие от первых двух режимов,
когда оно подавалось в цепь затвора), эквивалентен каскадному
22
включению прямого детектора на ПТ, выделяющего и усиливающего
полезный сигнал и смесителя на двухполюсной нелинейной
проводимости. Из анализа этого режима следует, что для уменьшения
коэффициента шума ПЧ необходимо уменьшать потери в контурах gсн и
gнн (включая уменьшение проводимости нагрузки по ПЧ) и стремиться к
выполнению условий m2 →1 и I01 >> Is. Влияние шумов преобразователя
и нагрузки в этом ПЧ ослаблено за счет внутреннего усиления ПТШ,
возрастающего с ростом S;
─ Сопоставительный анализ трех возможных режимов работы ПЧ
на ПТШ показывает, что при возможности получения большого усиления
ПТШ на частоте ωi целесообразно использовать режим с
преобразованием частоты с использованием нелинейности стоковой
характеристики. При этом частота гетеродина может быть уменьшена в
два раза за счет преобразования на второй гармонике. Если ПТШ
обладает плохими усилительными свойствами на частоте ωo и хорошими
на частоте ωп можно использовать первый и второй режимы, причем
второй режим предпочтителен, так как в нем переход затвора в течение
всего периода гетеродина заперт и меньше дробовые шумы в цепи
затвора.
Проведено моделирование шумов в СВЧ ПТШ с двумя затворами с
точки зрения волнового подхода, которое включает в себя несколько
этапов. В начале на основании измерений параметров рассеивания
определяются элементы эквивалентной схемы. Начальные значения
выбираются из диапазона типичных значений для ПТШ. Выбор начальных
значений очень важен, так как эквивалентная схема содержит большое
число независимых элементов. После этого подключаются оставшиеся
паразитные элементы. Таким образом, получаем параметры рассеивания и
шумовые параметры всей схемы в заданном частотном диапазоне. Далее
проводится оптимизация для достижения максимального соответствия
между параметрами моделирования и параметрами шума с одной стороны,
и опорными параметрами, полученными в результате измерений, с другой.
Таким образом, определяются все элементы модели и шесть
эквивалентных
шумовых
температур.
Предложенная
процедура
моделирования была использована для моделирования шумов ДЗПТШ на
примере транзистора 3П328А-2.
Характеристики шумовых параметров для ДЗПТШ представлены на рис.
16 ─ 18.
Сплошные кривые ─ результат моделирования, а паспортные
данные производителя на транзистор ─ обозначены кружками.
23
Fмин, дБ
4,4
3,8
1,0
0,9
3,2
0,8
0,7
2,4
0,6
0,5
1,8
0,4
0,3
1,2
0,2
0,6
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0,1
4
0,5
F, ГГц
1
2
1,5
2,5
3
3,5
4
F, ГГц
Рис. 16
Рис. 17
rш
3,0
2,7
2,4
180
2,1
160
140
1,8
120
1,5
100
1,2
80
0,9
60
0,6
40
0,3
20
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
F, ГГц
Рис. 18
В приложениях представлены основные методы машинного анализа
нелинейных СВЧ схем и наиболее часто используемые пакеты прикладных
программ, моделирование вольтамперной характеристики арсенидгаллиевого ПТШ и расчет выходных характеристик планарной модели
ДЗПТШ с учетом нелинейности объема полупроводника.
В заключении приведены полученные основные результаты
работы:
1.
Проведено
моделирование
выходных
характеристик
двухзатворного ПТШ с учетом особенностей переноса заряда в
транзисторе планарной конструкции с учетом того, что нелинейные
эффекты учитываются во всем пространстве дрейфа носителей.
Проведенный расчет выходных характеристик ДЗПТШ 3П328А-2 на
основе квазиодномерной планарной модели дает хорошее соответствие
расчетных характеристик с реальными, что дает основание считать
4
F, ГГц
24
данную методику моделирования ВАХ ДЗПТШ пригодной для
использования в инженерных расчетах нелинейных СВЧ устройств.
2. На основе анализа методов моделирования нелинейных устройств
разработан метод анализа нелинейного СВЧ устройства при
полигармоническом воздействии, позволяющий достаточно просто решить
задачу вычисления амплитуд комбинационных гармоник отклика
нелинейного двухполюсника с характеристикой, аппроксимируемой любой
из этих функций, при полигармоническом воздействии.
3. Используя возможности метода анализа нелинейного СВЧ
элемента, разработан метод расчета нелинейных характеристик
преобразователя СВЧ на ПТШ, который позволяет достаточно просто
рассчитать все основные характеристики преобразователя частоты на
полевом транзисторе и нелинейные эффекты, возникающие в нем при
воздействии модулированных сигналов и квазигармонических помех.
4. Предложен метод для расчета характеристик умножителей СВЧ
на ПТШ с учетом полной эквивалентной схемы транзистора при
аппроксимации нелинейных характеристик произвольной аналитической
функцией на основе метода анализа нелинейного СВЧ устройства.
5. На основе анализа моделирования эквивалентных схем СВЧ
полевых транзисторов, предложен метод моделирования эквивалентных
схем СВЧ ПТШ, при котором нелинейные элементы эквивалентной схемы
описываются рядами Тейлора, с возможностью применения его для
автоматизированных методов расчета.
6. Проведены моделирование, расчет и экспериментальное
исследование смесителей и умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ на
основе разработанных методик.
7. Проведен анализ влияния режима работы смесителя СВЧ на ПТШ
на его шумовые характеристики и предложен метод моделирования шумов
в СВЧ ПТШ с двумя затворами с точки зрения волнового подхода.
Список основных публикаций,
отражающих содержание диссертации
1. Караваев С.В., Осадчий Е.Н. О возможности преобразования частоты с
усилением резонансными туннельными диодами. Известия ТРТУ.
Таганрог, 2004, №8 (43) с. 101.
2. Караваев С.В., Малышев В.А., Осадчий Е.Н. Условие повышенного
усиления при преобразовании частоты на  -диодах. Известия ТРТУ.
Таганрог, 2004, №8 (43) с. 97-98.
3. Данилов А.Н., Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н. Моделирование выходных
характеристик двухзатворного полевого транзистора Шотки. Известия
ТРТУ. Таганрог, 2004, №1 (36) с. 91-95.
25
4. Осадчий Е.Н., Горбина Л.А. Анализ гармонического смесителя
на антипараллельной паре ПТШ, работающих в режиме нелинейного
сопротивления. Известия ТРТУ. Таганрог, 2005, №9 (53) с. 106-108.
5. Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н. Нелинейный анализ преобразователя СВЧ
на полевом транзисторе с затвором Шоттки. Ивестия ТРТУ. Таганрог,
2006, №9 (64) с.150-151.
6. Караваев С.В., Осадчий Е.Н. Метод анализа преобразователей частоты
на сложных негатронах. Ивестия ТРТУ. Таганрог, 2006, №9 (64) с. 147.
7. Серба П.В., Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н. Полевые фототранзисторы в
приемниках оптических каналов связи. Научное знание: новые реалии:
сборник научно-исследовательских работ. Вып. 1. М., Учебнометодический и издательский центр «Учебная литература», 2005, с. 188196.
8. Оболенский А.С. , Осадчий Е.Н. Автогенератор второй гармоники на
полевом транзисторе, стабилизированном диэлектрическим резонатором.
Труды
межведомственного
тематического
научного
сборника
Твердотельная электроника сверхвысоких частот. – Таганрог, ТРТИ, 1986,
вып.2, с. 94-97.
9. Базарницкий Ю.Б. , Осадчий Е.Н. Проектирование преобразователя
частоты на полевом транзисторе сантиметрового диапазона длин волн.
Матер. Всерос. НТК Интегральная электроника СВЧ. Красноярск 14-16
июня, 1988,с. 109.
10. Малышев И.В. , Осадчий Е.Н. Алгоритм расчета выходных
характеристик полевого транзистора с двумя затворами Шотки (ДЗПТШ) с
учетом нелинейности объема полупроводника. Матер. Всерос. НТК
Интегральная электроника СВЧ. Красноярск 14-16 июня, 1988,с. 112.
11. Осадчий Е.Н. Преобразователи СВЧ на двухзатворных полевых
транзисторах (ДЗПТ) Матер. Всерос. НТК Интегральная электроника СВЧ.
Красноярск 14-16 июня, 1988,с. 113.
12. Осадчий Е.Н., Малышев И.В. Алгоритм расчета выходных
характеристик полевого транзистора с двумя затворами Шотки (ДЗПТШ) с
учетом нелинейности объема полупроводника. Труды межведомственного
тематического
научного
сборника
Твердотельная
электроника
сверхвысоких частот. – Таганрог, ТРТИ, 1990, вып.3, с. 71-78.
13. Осадчий Е.Н., Черников В.В. О генерации коротких СВЧ- и КВЧрадиоимпульсов путем синхронизации мод в автогенераторах. Труды
межведомственного тематического научного сборника Твердотельная
электроника сверхвысоких частот. – Таганрог, ТРТИ, 1994, вып.4, с. 68-71.
14. Осадчий Е.Н., Базарницкий Ю.Б. Алгоритм расчета СВЧ-смесителей на
полевых транзисторах. Матер. ВНТК Актуальные проблемы твердотельной
электроники и микроэлектроники. ТРТУ,1994, с. 78.
15. Осадчий Е.Н. , Кротов В.И. Анализ влияния магнитного поля на
характеристики СВЧ-транзисторов. Матер. Всерос. НТК с международным
26
участием Актуальные проблемы твердотельной
электроники
и
микроэлектроники. ТРТУ,1995, с. 68.
16. Червяков Г.Г., Базарницкий Ю.Б., Осадчий Е.Н. Базовое твердотельное
СВЧ устройство для систем ближайшей радиолокации. Материалы ВМК
Современные проблемы электроники и радиофизики СВЧ., Саратов,1997,
с.83-84.
17. Базарницкий Ю.Б., Горбина Л.А., Осадчий Е.Н. Базовое твердотельное
устройство для ближайшей радиолокации (БРЛС). Известия ТРТУ
Таганрог, 2000, №1 (15) с. 113-114.
18. Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н., Супрунова Е.Ф., Желтобрюхов П.В.
Фотоприемные устройства на полевых фототранзисторах для оптических
каналов связи. Материалы 3-й МНТК «Электроника и информатика XXI
век», Зеленоград,2000, с. 378.
19. Осадчий Е.Н., Желтобрюхов П.В., Кораблин Н.В., Сухоруков А.Ю.
Фоторезистивные приборы для избирательного приема амплитудномодулированного света. Материалы 2-й Всеросс. конф. молодых ученых,
С-Петербург, Технич. Университет, 2000, с. 167.
20. Осадчий Е.Н. Численное моделирование преобразовательных свойств
ПТШ. Материалы VI ВНТК студентов и аспирантов. Техническая
кибернетика, радиоэлектроника и системы управления. Таганрог, 2002, с.
206.
21. Осадчий Е.Н. Полевые транзисторы Шоттки в оптических каналах
связи. Материалы VI ВНТК студентов и аспирантов. Техническая
кибернетика, радиоэлектроника и системы управления. Таганрог, 2002, с.
207.
22. Осадчий Е.Н., Гарнакерьян А.А. Параметры фототранзисторов.
Материалы VI ВНТК студентов и аспирантов. Техническая кибернетика,
радиоэлектроника и системы управления. Таганрог, 2002, с. 208.
23. Данилов А.Н., Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н. Выходные характеристики
двухзатворного ПТШ. Материалы 2-й МНТК «Физика и технические
приложения волновых процессов», Самара, 2003, с. 357
24. Караваев С.В., Осадчий Е.Н. О возможности преобразования частоты с
усилением резонансными туннельными диодами. Матер. 9-й МНТК
Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники.
Дивноморское, 12-17 сент., 2004, с.105.
25. Караваев С.В., Малышев В.А., Осадчий Е.Н. Условие повышенного
усиления при преобразовании частоты на  -диодах. Матер. 9-й МНТК
Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники.
Дивноморское, 12-17 сент., 2004, с.106-107.
26. Осадчий Е.Н. Анализ свойств гармонического смесителя на
антипараллельной паре ПТШ, работающих в режиме нелинейного
сопротивления. Матер. 9-й МНТК Актуальные проблемы твердотельной
27
электроники и микроэлектроники. Дивноморское, 12-17 сент., 2004,
с.108-109.
27. Осадчий Е.Н., Супрунова Е.Ф., Червяков Г.Г. Влияние режима работы
ПТШ на шумовые параметры фотоприемника. Матер. 9-й
МНТК
Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники.
Дивноморское, 12-17 сент., 2004, с.112-113.
28. Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н. Оптимизация характеристик резистивных
смесителей СВЧ на ПТШ. Матер. 9-й МНТК Актуальные проблемы
твердотельной электроники и микроэлектроники. Дивноморское, 12-17
сент., 2004, с.118-119.
29. Осадчий Е.Н., Червяков Г.Г. Математическое моделирование выходных
характеристик двухзатворного полевого транзистора. Матер. XVIII МНТК
Математические методы в технике и технологиях, ММТТ-18, Казань, 2005,
с.236-237.
30. Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н. Метод расчета нелинейных характеристик
преобразователя СВЧ на полевом транзисторе с затвором Шоттки. Матер.
10-й
МНТК Актуальные проблемы твердотельной электроники и
микроэлектроники. Дивноморское, 24-29 сент., 2006, с.179-182.
31. Осадчий Е.Н., Червяков Г.Г. «Математическое моделирование
выходных характеристик двухзатворного полевого транзистора». Труды
XIX МНК Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-19,
Воронеж, 2006, с. 171-173.
32. Червяков Г.Г., Осадчий Е.Н., Осадчий А.Е. «Моделирование шумов в
СВЧ-полевом тетроде с двумя затворами Шотки». Труды МНК Проблемы
современной радиотехники, телевидения и связи. Баку, 4-6 июня, 2007, с.
311-315.
Личный вклад
в работах, написанных в соавторстве, состоит в
следующем: в [3, 5] выполнены расчеты выходных характеристик ДЗПТШ
с учетом нелинейности объема полупроводника; в [9, 10] проведено
моделирование и расчет преобразователя СВЧ на ПТШ с широким
динамическим диапазоном; в [16, 19] разработано численное
моделирование выходных характеристик ДЗПТШ; в [14, 23] проведен
анализ влияния режима работы смесителя на ПТШ на его шумовые
характеристики; в [24] выполнено моделирование и оптимизация
нелинейных характеристик резистивного смесителя СВЧ на ПТШ; в [25]
смоделирован и экспериментально исследован гармонический смеситель
на антипараллельной паре ПТШ, работающих в режиме нелинейного
сопротивления; в [27, 28] предложен и апробирован метод расчета
нелинейных характеристик преобразователя СВЧ на полевом транзисторе с
затвором Шоттки.
28
Тип. ТТИ ЮФУ Заказ № 336 тир. 70 экз.
Документ
Категория
Радиоэлектроника
Просмотров
29
Размер файла
2 772 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа