Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур
Разработан быстродействующий двухканальный переключатель СВЧ-мощности в трехсантиметровом диапазоне длин волн с использованием двух объемных полупроводниковых структур с отрицательной дифференциальной проводимостью, обладающих вольт-амперными характеристиками N- и S-образной формы. Эти структуры реа...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70551 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур / Ю.Н. Лаврич, С.В. Плаксин, В.Я. Крысь, Л.М. Погорелая, И.И. Соколовский // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2014. — № 2-3. — С. 24-27. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70551 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Лаврич, Ю.Н. Плаксин, С.В. Крысь, В.Я. Погорелая, Л.М. Соколовский, И.И. 2014-11-08T10:23:36Z 2014-11-08T10:23:36Z 2014 Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур / Ю.Н. Лаврич, С.В. Плаксин, В.Я. Крысь, Л.М. Погорелая, И.И. Соколовский // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2014. — № 2-3. — С. 24-27. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2225-5818 DOI: 10.15222/TKEA2014.2-3.24 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70551 621.316.7 Разработан быстродействующий двухканальный переключатель СВЧ-мощности в трехсантиметровом диапазоне длин волн с использованием двух объемных полупроводниковых структур с отрицательной дифференциальной проводимостью, обладающих вольт-амперными характеристиками N- и S-образной формы. Эти структуры реализуют соответственно функции амплитудного модулятора мощности на диоде Ганна и коммутатора на диоде из халькогенидного стеклообразного полупроводника. Розроблено двохканальний комутатор НВЧ-потужності в 3-см діапазоні довжини хвиль з використанннням двох об'ємних напівпровідникових структур, які мають негативну диференціальну провідність, з вольт-амперними характеристиками N- та S-подібними формами. Ці структури реалізують функції амплітудного модулятора потужності на діоді Ганннна та комутатора на діоді з халькогенідного склоподібного напівпровідника. The paper presents the construction of the two-channel microwave switch in the three-centimeter range of wave lengths based on bulk semiconductor structures having negative differential conductivity (NDC) of N- and S-type, and realizing the functions of peak power modulator on a TED-diode and the switch on a CGS-diode respectively. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре СВЧ-техника Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур Двохканальний перемикач НВЧ-потужності на основі електрично активних напівпровідникових структур Two-channel microwave power switch construction on the basis of electrically active semiconductor structures Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур |
| spellingShingle |
Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур Лаврич, Ю.Н. Плаксин, С.В. Крысь, В.Я. Погорелая, Л.М. Соколовский, И.И. СВЧ-техника |
| title_short |
Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур |
| title_full |
Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур |
| title_fullStr |
Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур |
| title_full_unstemmed |
Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур |
| title_sort |
двухканальный переключатель свч-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур |
| author |
Лаврич, Ю.Н. Плаксин, С.В. Крысь, В.Я. Погорелая, Л.М. Соколовский, И.И. |
| author_facet |
Лаврич, Ю.Н. Плаксин, С.В. Крысь, В.Я. Погорелая, Л.М. Соколовский, И.И. |
| topic |
СВЧ-техника |
| topic_facet |
СВЧ-техника |
| publishDate |
2014 |
| language |
Russian |
| container_title |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Двохканальний перемикач НВЧ-потужності на основі електрично активних напівпровідникових структур Two-channel microwave power switch construction on the basis of electrically active semiconductor structures |
| description |
Разработан быстродействующий двухканальный переключатель СВЧ-мощности в трехсантиметровом диапазоне длин волн с использованием двух объемных полупроводниковых структур с отрицательной дифференциальной проводимостью, обладающих вольт-амперными характеристиками N- и S-образной формы. Эти структуры реализуют соответственно функции амплитудного модулятора мощности на диоде Ганна и коммутатора на диоде из халькогенидного стеклообразного полупроводника.
Розроблено двохканальний комутатор НВЧ-потужності в 3-см діапазоні довжини хвиль з використанннням двох об'ємних напівпровідникових структур, які мають негативну диференціальну провідність, з вольт-амперними характеристиками N- та S-подібними формами. Ці структури реалізують функції амплітудного модулятора потужності на діоді Ганннна та комутатора на діоді з халькогенідного склоподібного напівпровідника.
The paper presents the construction of the two-channel microwave switch in the three-centimeter range of wave lengths based on bulk semiconductor structures having negative differential conductivity (NDC) of N- and S-type, and realizing the functions of peak power modulator on a TED-diode and the switch on a CGS-diode respectively.
|
| issn |
2225-5818 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70551 |
| citation_txt |
Двухканальный переключатель СВЧ-мощности на основе электрически активных полупроводниковых структур / Ю.Н. Лаврич, С.В. Плаксин, В.Я. Крысь, Л.М. Погорелая, И.И. Соколовский // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2014. — № 2-3. — С. 24-27. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT lavričûn dvuhkanalʹnyipereklûčatelʹsvčmoŝnostinaosnoveélektričeskiaktivnyhpoluprovodnikovyhstruktur AT plaksinsv dvuhkanalʹnyipereklûčatelʹsvčmoŝnostinaosnoveélektričeskiaktivnyhpoluprovodnikovyhstruktur AT krysʹvâ dvuhkanalʹnyipereklûčatelʹsvčmoŝnostinaosnoveélektričeskiaktivnyhpoluprovodnikovyhstruktur AT pogorelaâlm dvuhkanalʹnyipereklûčatelʹsvčmoŝnostinaosnoveélektričeskiaktivnyhpoluprovodnikovyhstruktur AT sokolovskiiii dvuhkanalʹnyipereklûčatelʹsvčmoŝnostinaosnoveélektričeskiaktivnyhpoluprovodnikovyhstruktur AT lavričûn dvohkanalʹniiperemikačnvčpotužnostínaosnovíelektričnoaktivnihnapívprovídnikovihstruktur AT plaksinsv dvohkanalʹniiperemikačnvčpotužnostínaosnovíelektričnoaktivnihnapívprovídnikovihstruktur AT krysʹvâ dvohkanalʹniiperemikačnvčpotužnostínaosnovíelektričnoaktivnihnapívprovídnikovihstruktur AT pogorelaâlm dvohkanalʹniiperemikačnvčpotužnostínaosnovíelektričnoaktivnihnapívprovídnikovihstruktur AT sokolovskiiii dvohkanalʹniiperemikačnvčpotužnostínaosnovíelektričnoaktivnihnapívprovídnikovihstruktur AT lavričûn twochannelmicrowavepowerswitchconstructiononthebasisofelectricallyactivesemiconductorstructures AT plaksinsv twochannelmicrowavepowerswitchconstructiononthebasisofelectricallyactivesemiconductorstructures AT krysʹvâ twochannelmicrowavepowerswitchconstructiononthebasisofelectricallyactivesemiconductorstructures AT pogorelaâlm twochannelmicrowavepowerswitchconstructiononthebasisofelectricallyactivesemiconductorstructures AT sokolovskiiii twochannelmicrowavepowerswitchconstructiononthebasisofelectricallyactivesemiconductorstructures |
| first_indexed |
2025-11-27T02:08:41Z |
| last_indexed |
2025-11-27T02:08:41Z |
| _version_ |
1850792868581474304 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
24
ÑÂ×-ÒÅÕÍÈÊÀ
ÓÄÊ 621.316.7
К. ò. í. Ю. Н. ЛАВРИЧ, д. ф.-м. í. С. В. ПЛАКСИН, В. Я. КРЫСЬ, Л. М. ПОГОРЕЛАЯ,
к. ф.-м. í. И. И. СОКОЛОВСКИЙ
Óêðàèíà, г. Дíепðопетðовсê, Иíстèтут тðàíспоðтíых сèстем è техíологèй НАНÓ «Тðàíсмàг»
E-mail: plm@westa-inter-com
ДВÓХКАНАЛЬНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
СВЧ-МОЩНОСТИ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ
АКТИВНЫХ ПОЛÓПРОВОДНИКОВЫХ СТРÓКТÓР
Пðè íеобходèмостè пеðеêоммутàцèè мощíо-
стè в устðойствàх СВЧ-àппàðàтуðы, тàêèх êàê
модулятоðы, дèсêðетíые фàзовðàщàтелè, мíого-
êàíàльíые êоммутàтоðы è дð., пðèмеíяют спе-
цèàльíые êàíàльíые пеðеêлючàтелè [1]. Пðè
èспользовàíèè для этèх целей p—i—n-дèодов с
упðàвляемой íàпðяжеíèем пðоводèмостью тðе-
бовàíèя ê модуляцèè è быстðодействèю пðо-
тèвоðечàт дðуг дðугу — для получеíèя глубо-
êой модуляцèè íеобходèмà смеíà поляðíостè
упðàвляющего íàпðяжеíèя, что сêàзывàется íà
быстðодействèè. Кðоме того, сêоðость êомму-
тàцèè зàвèсèт íе тольêо от êðутèзíы фðоíтов
упðàвляющего íàпðяжеíèя, íо è от èíеðцèоí-
íостè сàмèх p—i—n-дèодов, в связè с чем íе-
обходèмо íàлèчèе дополíèтельíых «усêоðяю-
щèх» è «вытягèвàющèх» èмпульсов. К тому
же, пðè пðоеêтèðовàíèè p—i—n-дèодов ðàзðà-
ботчèêè стàлêèвàются с пðотèвоðечàщèмè дðуг
дðугу тðебовàíèямè ê быстðодействèю, эíеðго-
потðеблеíèю è дèàпàзоíу чàстот.
Зàдàчей íàстоящего èсследовàíèя былà ðàз-
ðàботêà быстðодействующего двухêàíàльíого
пеðеêлючàтеля СВЧ-мощíостè для ðàдèовол-
íовой èíфоðмàцèоííо-упðàвляющей сèстемы
мàгíèтолевèтèðующèх тðàíспоðтíых сðедств с
элеêтðодèíàмèчесêèм подвешèвàíèем [2]. Для
ее ðешеíèя в схеме пеðеêлючеíèя былè èсполь-
зовàíы облàдàющèе отðèцàтельíой дèффеðеíцè-
àльíой пðоводèмостью стðуêтуðы полупðовод-
íèêовых мàтеðèàлов с вольт-àмпеðíымè хàðàê-
теðèстèêàмè N-обðàзíой è S-обðàзíой фоðмы.
В хàльêогеíèдíых стеêлообðàзíых полупðо-
водíèêàх (ÕÑП), облàдàющèх отðèцàтельíой
дèффеðеíцèàльíой пðоводèмостью S-тèпà, об-
Разрабоòаí бысòродейсòвующий двухкаíальíый переключаòель СВЧ-мощíосòи в òрехсаíòиме-
òровом диапазоíе длиí волí с использоваíием двух объемíых полупроводíиковых сòрукòур с оò-
рицаòельíой диффереíциальíой проводимосòью, обладающих вольò-амперíыми харакòерисòиками
N- и S-образíой формы. Эòи сòрукòуры реализуюò сооòвеòсòвеííо фуíкции амплиòудíого моду-
ляòора мощíосòи íа диоде Гаííа и коммуòаòора íа диоде из халькогеíидíого сòеклообразíого по-
лупроводíика.
Ключевые слова: оòрицаòельíая диффереíциальíая проводимосòь, коммуòация, модуляция, СВЧ-
мощíосòь.
íàðужеí ðяд свойств, сðедè êотоðых особое ме-
сто зàíèмàет элеêтðèчесêàя íеустойчèвость, со-
пðовождàющàяся èзмеíеíèем фàзового состоя-
íèÿ мàòåðèàëà [3], чòî ïðîÿâëÿåòñÿ â ðåзêîм è
быстðом пеðеходе состояíèя стðуêтуðы èз вы-
соêоомíого в íèзêоомíое. Сопðотèвлеíèе èз-
меíяется íà мíого поðядêов (103—106 ðàз) [4],
à вðемя пеðеêлючеíèя для ХСП-стðуêтуð ðàз-
лèчíого стехèометðèчесêого состàвà состàвляет
ïðèмåðíî 1,5∙10–10 с. Мèíèàтюðíость дèодíых
ХСП-стðуêтуð позволяет èспользовàть èх для
êоðотêоволíовой чàстè мèллèметðового дèàпàзо-
íà [5]. Одíàêо дàже пðè íàложеíèè стèðàюще-
го èмпульсà дèод остàется в íèзêоомíом состо-
яíèè èз-зà пðèсущего ХСП-мàтеðèàлàм эффеê-
ту пàмятè (удеðжàíèе èíжеêтèðовàííых íосèте-
лей в СВЧ-поле, сíèжеíèе веðоятíостè èх выхо-
дà èз àêтèвíой зоíы è, следовàтельíо, зàтðудíе-
íèе пðоцессов деполяðèзàцèè, ведущèх ê восстà-
íовлеíèю èсходíого высоêоомíого состояíèя).
Возможíым ðешеíèем уêàзàííой пðобле-
мы в íàшем случàе может быть введеíèе бы-
стðодействующего àмплèтудíого модулятоðà
íà осíове дèодà Гàííà в состàв пеðеêлючàтеля
для пðеðывàíèя СВЧ-сèгíàлà, поступàющего
íà ХСП-дèод. Дèод Гàííà пðедстàвляет собой
двухэлеêтðодíую объемíую полупðоводíèêо-
вую стðуêтуðу, êотоðàя пðè опðеделеííом зíà-
чеíèè пðèложеííого ê íей элеêтðèчесêого поля
пðоявляет отðèцàтельíую дèффеðеíцèàльíую
пðоводèмость N-тèпà, вследствèе чего возíèêà-
ют элеêтðèчесêèе êолебàíèя в СВЧ-дèàпàзоíе
длèí волí.
Эêспеðèмеíтàльíые èсследовàíèя пðоводè-
лèсь íà устàíовêе, стðуêтуðíàя схемà êотоðой
пðèведеíà íà рис. 1.
Использовàлèсь сеðèйíо выпусêàемые дè-
îды Гàííà òèïà 3А723Б è ýêñïåðèмåíòàëьíыå
DOI: 10.15222/TKEA2014.2-3.24
__________
Автоðы выðàжàют блàгодàðíость В. А. Шêуту зà по-
мощь в èзготовлеíèè ХСП-стðуêтуð.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
25
ÑÂ×-ÒÅÕÍÈÊÀ
сэíдвèч-стðуêтуðы èз стеêлообðàзíого мàтеðè-
àлà сèстемы As—Te—Si с толщèíой àêтèвíой
облàстè 1,2 мêм. Стðуêтуðы получеíы теðмèче-
сêèм íàпылеíèем в вàêууме íà медíую подлож-
êу дèсêообðàзíой фоðмы дèàметðом 2—2,5 мм,
êотоðàя выполíяет ðоль одíого èз элеêтðодов è
теплоотводà. Втоðой вывод дèодà пðедстàвлял
собой тоíêую вольфðàмовую пðоволоêу, фèêсè-
ðуемую íà повеðхíостè ХСП-плеíêè эпоêсèд-
íой смолой ЭД-20.
Дèод Гàííà устàíàвлèвàлè в волíоводíую мо-
дулятоðíую êàмеðу между шèðоêèмè стеíêàмè
волíоводà. Нà íего подàвàлось модулèðующее
íàпðяжеíèе от геíеðàтоðà 7 пðямоугольíых èм-
пульсов с êðутымè фðоíтàмè, постðоеííого íà
лàмпàх со втоðèчíой эмèссèей 6В2П. Пðè íàпðя-
жеíèè смещеíèя выше поðогового дèод геíеðè-
ðовàл сèгíàл мощíостью 28 мВт. Волíоводíые
подвèжíые êоðотêозàмыêàющèе поðшíè I, II,
III пðедíàзíàчеíы для обеспечеíèя оптèмàль-
íого ðежèмà модулятоðà. СВЧ-геíеðàцèя по-
дàвлялàсь èзмеíеíèем положеíèя дèодà в вол-
íоводе вдоль узêèх стеíоê è ðегулèðовêой íà-
стðоечíых вèíтов, обðàзующèх тðàíсфоðмàтоð
полíых сопðотèвлеíèй. Подàвлеíèе геíеðàцèè
пðоèсходèло в соответствèè с мехàíèзмом сдеð-
жèвàíèя флуêтуàцèоííой íеустойчèвостè вíеш-
íей цепью [5], тàê что дèод Гàííà пðедстàвлял
собой двухполюсíèê, èмпедàíс êотоðого упðàв-
ляется смещàющèм íàпðяжеíèем.
ХСП-дèод пðèпàèвàлè ê íèжíей стеíêе тоí-
êой (пðèмеðíо 2,5 мм) емêостíой дèàфðàгмы,
устàíàвлèвàемой между волíоводíымè флàí-
цàмè. Óпðàвляющее íàпðяжеíèе подàвàлось íà
пðоволочíый вывод чеðез фèльтð íèжíèх чàстот
(íà ðèс. 1 íе поêàзàí), êоíстðуêтèвíо пðедстàв-
ляющèй собой êоàêсèàльíую емêость — элеê-
тðоèзолèðующèй слой íà пðоволочíом выводе.
Нà ðàсстояíèè а/4 (а — ðàзмеð шèðоêой стеí-
êè волíоводà) от ХСП-дèодà устàíàвлèвàлè двà
ðегулèðовочíых штыðя (I, II), à íà ðàсстояíèè
половèíы длèíы волíы в волíоводе λв/2 от
плосêостè дèàфðàгмы — тðетèй ðегулèðовоч-
íый штыðь (III), т. е. ðеàлèзовывàлàсь èíвеðс-
íàя схемà вêлючеíèя [6]. Исходíое сопðотèв-
ëåíèå ХСП-дèîдà ñîñòàâëÿëî 379 êОм, ñîïðî-
тèвлеíèе в íèзêоомíом состояíèè íàходèлось
â ïðåдåëàõ 3—10 Ом â зàâèñèмîñòè îò òîêà îò-
êðытого состояíèя.
Пðоцесс пеðеêлючеíèя мощíостè в êàíàлàх
во вðемеíè t пðè èзмеíеíèè вíутðеííего со-
пðотèвлеíèя ХСП-дèодà пðоèллюстðèðовàí íà
рис. 2.
В èсходíом состояíèè ХСП-дèод пðедстàв-
ляет собой высоêоомíый элемеíт. Сèгíàл отðà-
жàется от ячейêè 8 с ХСП-дèодом, поступàет в
êàíàë Б è фèêñèðóåòñÿ èíдèêàòîðíым óñòðîé-
ством (детеêтоðом 12 è осцèллогðàфом 13,
ðèс. 1). Пеðевод ХСП-дèодà в íèзêоомíое со-
Рèс. 1. Стðуêтуðíàя схемà эêспеðèмеíтàльíой
устàíовêè:
1 — СВЧ-геíеðàтоð с волíоводíым выходом; 2 — веí-
тèль; 3 — àттеíюàтоð; 4, 5 — тðехплечèе цèðêулято-
ðы; 6 — àмплèтудíый модулятоð íà осíове дèоде Гàííà;
7, 9 — геíеðàтоðы пðямоугольíых èмпульсов для упðàв-
леíèя дèодом Гàííà è ХСП-дèодом соответствеííо;
8 — ячейêà с ХСП-дèодом; 10 — íàгðузочíое сопðо-
тèвлеíèе; 11, 12 — детеêтоðíые дèоды; 13 — осцèл-
логðàф; I, II, III — волíоводíые подвèжíые êоðотêо
зàмыêàющèе поðшíè
1 1
G α
3 4
5
6
7
8
10
9
1112
13
A
I
G
G
II
III
Б
Рèс. 2. Иллюстðàцèя пеðеêлючеíèя мощíостè
в êàíàлàх:
а, б — СВЧ-мощíость íà детеêтоðíых дèодàх 12 è 11
соответствеííо; в, г — èмпульсы соответствеííо тоêà è
íàпðяжеíèя íà ХСП-дèоде
à)
б)
в)
г)
P
P
I
U
UH
Ut
t0 t1 t2
t
t
t
t
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
26
ÑÂ×-ÒÅÕÍÈÊÀ
стояíèе осуществляется èмпульсом UН>Ut длè-
тельíостью τè=t2–t0, êотоðый подàется геíеðà-
тоðом 9 (сèíхðоíèзèðовàí с геíеðàтоðом 7 по
фðоíтàм èмпульсов) è обеспечèвàет подвод ê
дèоду эíеðгèè, большей íеêотоðого зíàчеíèя
W=χU0 I0(t0)τè (χ — эмпèðèчесêèй êоэффèцè-
еíт, зàвèсящèй от состàвà стеêлà è условèй те-
плоотводà, U0, I0 — íàпðяжеíèе è тоê поддеð-
жàíèя отêðытого состояíèя соответствеííо).
Пðè пеðеходе в íèзêоомíое состояíèе в мо-
меíт вðемеíè t1 СВЧ-сèгíàл пðоходèт чеðез
ячейêу 8, поступàет в êàíàл А è ðегèстðèðу-
ется èíдèêàтоðíым устðойством (детеêтоðíым
дèодом 11 è осцèллогðàфом 13). Для выводà
ХСП-дèодà èз íèзêоомíого состояíèя (состо-
яíèя с эффеêтом пàмятè) пðè íàлèчèè СВЧ-
мощíостè è осуществлеíèя пеðеêоммутàцèè в
момеíт вðемеíè t3 (рис. 3) íà ХСП-дèод подà-
ется стèðàющèй èмпульс от геíеðàтоðà 9 длè-
тельíостью τc=t4–t3. Велèчèíà èмпульсà достà-
точíà для того, чтобы зà вðемя τp отсутствèя
СВЧ-мощíостè íà ХСП-дèоде (èз-зà поглоще-
íèя мощíостè дèодом Гàííà) пеðевестè дèод в
высоêоомíое состояíèе.
Используемàя èíвеðсíàя схемà вêлючеíèя
ХСП-ячейêè обеспечèвàлà высоêèе хàðàêтеðè-
стèêè êоммутàцèè пðè выполíеíèè условèя [6]
ðàвеíствà по модулю емêостíого ðеàêтàíсà íà-
стðоечíых штыðей XC, èíдуêтèвíого ðеàêтàíсà
пðоводíèêà ê ХСП-дèоду XL è емêостíого ðе-
àêтàíсà ХСП-дèодà в высоêоомíом состояíèè
Xd: |XC|=|XL|=|Xd|. В сèтуàцèè êогдà ХСП-дèод
íàходèтся в íèзêоомíом состояíèè, сèстемà
штыðей обðàзует пàðàллельíый ðезоíàíсíый
êоíтуð (XC=XL) è СВЧ-сèгíàл с мàлымè по-
теðямè пðоходèт чеðез ХСП-дèод в êàíàл А è
фèêсèðуется èíдèêàтоðíым устðойством. Когдà
ХСП-дèод пеðеходèт в высоêоомíое состояíèе,
емêость ХСП-дèодà è èíдуêтèвíость пðоводíè-
êà обðàзуют последовàтельíый ðезоíàíсíый
êоíтуð (XL=Xd). СВЧ-мощíость отðàжàется от
ХСП-дèîдà è ïîñòóïàåò â êàíàë Б è фèêñèðóåò-
ся соответствующèм èíдèêàтоðíым устðойством.
***
Рàзðàботàííое пеðеêлючàющее устðойство
СВЧ-дèàпàзоíà, постðоеííое íà доступíой СВЧ-
элемеíтíой бàзе è с учетом теíдеíцèй ðàзвèтèя
íовых полупðоводíèêовых мàтеðèàлов, пðед-
стàвляет собой фуíêцèоíàльíо зàêоíчеííый
узел с гàðàíтèðовàííым быстðодействèем è èме-
ет следующèе êоммутàцèоííые хàðàêтеðèстèêè:
— потеðè íà зàпèðàíèе íà цеí-
òðàëь íîé чàñòîòå 9440 МГц íå мåíåå 30 дБ;
— пðямые потеðè пðè êомму-
тèðуемой мощíо стè оêоло
10 мВт мåíåå 0,5 дБ
— потðебляемый ХСП-дèо дом
тоê íà ðеàлèзàцèю êом му тà-
цèè 150 мêА;
— вðемя пеðеêлючеíèя íе более 10–10 с.
Совместíое èспользовàíèе полупðоводíè-
êовых элемеíтов с вольт-àмпеðíымè хàðàê-
теðèстèêàмè N- è S-тèпà — дèодà Гàííà è
ХСП-дèодà — позволяет ðеàлèзовàть быстðо-
действующèй двухêàíàльíый пеðеêлючàтель в
СВЧ-дèàпàзоíе, êотоðый в ðежèме фуíêцèоíè-
ðовàíèя ðàсходует лèшь мощíость, потðебляе-
мую дèодом Гàííà, в то вðемя êàê ХСП-дèод
потðебляет эíеðгèю упðàвляющего тоêà лèшь
в момеíт êоммутàцèè êàíàлов. Это вàжíо, íà-
пðèмеð, для ðàдèоволíовой èíфоðмàцèоííо-
упðàвляющей сèстемы мàгíèтолевèтèðующèх
тðàíспоðтíых сðедств с элеêтðодèíàмèчесêèм
подвешèвàíèем.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. Rebeiz G. M., Uzunkol М. A Low-loss 50-70 GHz
SPDT switch in 90 nm CMOS // IEEE Journal of Solid-
State Circuits.— 2010.— Vol. 45, N 10. — P. 2003—2007.
2. Plaksin S. V., Sokolovskiy I. I., Pogorelaya L. M.
The synthesis of a fast-acting information-control system on
Рèñ. 3. Вðåмåííыå ñîîòíîшåíèÿ èмïóëьñîâ ïðè ïåðå-
воде ХСП-дèодà в íèзêоомíое состояíèе:
а — СВЧ-мощíость íà входе цèðêулятоðà 5; б — СВЧ-
мощíость в êàíàле А; в — СВЧ-мîщíîñòь â êàíàëå Б;
г — тоê чеðез ХСП-стðуêтуðу; д — вðемеííое èзмеíе-
íèе сопðотèвлеíèя ХСП-стðуêтуðы
à)
б)
в)
г)
д)
P
P
P
I
I0
R
t0 t1 t2 t3 t4 t5
t
t
t
t
t
τр
τс
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
27
ÑÂ×-ÒÅÕÍÈÊÀ
the base of hot-electron devices // Telecommunications and
Radio Engineering.— 2006.— Vol. 65, N 8.— P. 741—756.
3. Лåбåдåâ Э. А., Цåíдèí Ê. Ä. Фàзîâыå ïåðåõîды, ïðî-
èсходящèе в хàльêогеíèдíых стеêлообðàзíых полупðово-
дíèêàх, пðè воздействèè íà íèх èмпульсов элеêтðèчесêо-
ãî ïîëÿ è ëàзåðíîãî èзëóчåíèÿ // ФÒП.— 1998.— Ò. 32,
¹ 8.— С. 939—943.
4. Исàев А. И., Мехтèевà С. И., Гàðèбовà С. Н.,
Зейíàлов В. З. Элеêтðопðоводíость слоев хàльêогеíèд-
íого стеêлообðàзíого полупðоводíèêà Se95As5, содеðжà-
щего пðèмесè ðедêоземельíых àтомов EuF3, в сèльíых
ýëåêòðèчåñêèõ ïîëÿõ // ФÒП.— 2012.— Ò. 46, ¹ 9.—
С. 1138—1142.
5. Пëàêñèí С. В., Сîêîëîâñêèé И. И. Фèзèчåñêèå
осíовы постðоеíèя быстðодействующèх èíфоðмàцèоííо-
упðàвляющèх сèстем íà бàзе полупðоводíèêов с гоðячèмè
элеêтðоíàмè. — Севàстополь: Вебеð, 2006.
6. Бåëîâà И. Ф., Äèâàêîâà Е. Ê., Лåбåдåâ Е. И. Об
одíом вàðèàíте вêлючеíèя p-i-n-дèодà в волíоводе //
Рàдèîòåõíèêà.— 1974.— Ò. 29, ¹ 8.— С. 114—117.
Äаòа посòуплеíия рукописи
в редакцию 07.02 2014 г.
Yu. N. LAVRICH, S. V. PLAKSIN,
V. Ya. KRIS, L. M. POGORELAYA, I. I. SOKOLOVSKIY
Ukraine, Dnepropetrovsk, Institute of the transport
systems and technologies of the NAS of Ukraine «Transmag»
E-mail: plm@westa-inter-com
TWO-CHANNEL MICROWAVE POWER SWITCH CONSTRUCTION ON THE
BASIS OF ELECTRICALLY ACTIVE SEMICONDUCTOR STRUCTURES
When constructing the fast-acting two-channel microwave switch, it is difficult to use p–i–n-diodes due to
inertia of processes in such structures at change of control voltage polarity for providing of deep modulation.
Under the practical realization of the microwave switches on p—i—n-diodes, the requirements to the operat-
ing speed of the output signal and to the frequency range are in conflict with each other.
The optimum decision may be to use the bulk (without p—n-junctions) two-electrode semiconductor structures
based on the effect of intervalley transfer of electrons (TEDs) and chalcogenide-glass-semiconductors (CGS-
diodes) with high operating speed and stability at considerable power levels in the wide frequency band.
The paper presents the construction of the two-channel microwave switch in the three-centimeter range of wave
lengths based on bulk semiconductor structures having negative differential conductivity (NDC) of N- and
S-type, and realizing the functions of peak power modulator on a TED-diode and the switch on a CGS-diode
respectively.
Keywords: negative differential conductivity, commutation, modulation, microwave power.
Ю. М. ЛАВРІЧ, С. В. ПЛАКСІН, В. Я. КРИСЬ, Л. М. ПОГОРІЛА, І. І. СОКОЛОВСЬКИЙ
Óêðàїíà, м. Дíіпðопетðовсьê, Іíстèтут тðàíспоðтíèх сèстем і техíологій НАНÓ «Тðàíсмàг»
E-mail: plm@westa-inter-com
ДВОХКАНАЛЬНИЙ ПЕРЕМИКАЧ НВЧ-ПОТÓЖНОСТІ НА ОСНОВІ
ЕЛЕКТРИЧНО АКТИВНИХ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ СТРÓКТÓР
Розроблеíо двохкаíальíий комуòаòор НВЧ-поòужíосòі в 3-см діапазоíі довжиíи хвиль з викорисòаííям двох
об'ємíих íапівпровідíикових сòрукòур, які маюòь íегаòивíу дифереíціальíу провідíісòь, з вольò-амперíими
харакòерисòиками N- òа S-подібíими формами. Ці сòрукòури реалізуюòь фуíкції ампліòудíого модуля-
òора поòужíосòі íа діоді Гаííа òа комуòаòора íа діоді з халькогеíідíого склоподібíого íапівпровідíика.
Ключові слова: íегаòивíа дифереíціальíа провідíісòь, комуòація, модуляція, НВЧ-поòужíісòь.
REFERENCES
1. Rebeiz G.M., Uzunkol M. A low-loss 50—70 GHz
SPDT switch in 90 nm CMOS. IEEE Journal of Solid-State
Circuits, 2010, vol. 45, nî 10, ðð. 2003—2007.
2. Plaksin S.V., Sokolovskiy I.I., Pogorelaya L.M. The
synthesis of a fast-acting information-control system on the
base of hot-electron devices. Telecommunications and Radio
Engineering, 2006, vol. 65, no 8, pp. 741—756.
3. Lebedev E. A., Tsendin K.D. Phase transitions occur-
ring in glassy chalcogenide semiconductors induced by electric
field or laser pulses, Semiconductors, 1998, vol. 32, iss. 8,
pp. 838—842.
4. Isayev A.I., Mekhtieva S.I., Garibova S.N., Zeynalov
V.Z. Conductivity of Se95As5 chalcogenide glassy semicon-
ductor layers containing the EuF3 rare-earth impurity in
high electric fields, Semiconductors, 2012, vol. 46, iss. 9,
pp. 1114—1118.
5. Plaksin S.V., Sokolovskii I.I. Fizicheskie osnovy
postroeniya bystrodeistvuyushchikh informatsionno-uprav-
lyayushchikh sistem na baze poluprovodnikov s goryachimi
elektronami [The physical foundation of construction of the
fast-acting informative-control systems based on semiconduc-
tors with hot electrons] Sevastopol, Veber, 2006, 320 p. (in
Russisn)
6. Belova I.F., Divakova E.K., Lebedev E.I. [About
one variant of p-i-n-diode inclusion into the waveguide]
Radiotekhnika, 1974, vol. 29, no 8, pp. 114 — 117
(in Russisn)
DOI: 10.15222/TKEA2014.2-3.25
UDC 621.317: 621.3.08
|