Свч широкополосный мощный транзистор

 

СВЧ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ МОЩНЫЙ ТРАНЗИСТОР,содержащий ряд транзисторов и входные согласующие элементы, выполненные на полупроводниковой подложке в виде секций МДП-конденсаторов, индуктивно связанных с базами транзисторов, общей базовой металлизацией и проволочными перемычками между собой, и ряда контактных площадок, омически связанных с упомянутой подложкой и индуктивно - с эмиттерами транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности распределения рассеиваемой мощности и устойчивости к рассогласованию с нагрузкой, эмиттерные области транзисторов, вьтолненные в виде гребенчатой структуры, охватывающей базовые области, а крайние секции конденсаторов охватывают по периферии со стороны общей базовой металлизации секции согласующих ЦЩТ-конденсаторов, соединены металлической дорожкой между собой и индуктивно связаны только с общей базовой металлизацией.^

СОЮЗ COBETCHHX

ОРЭ ЛИОН

РЕСПУБЛИК

0% (11) ggy Н 01 L 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2638085/18-25 (22) 04.07.78 (46) 07.01.86. Бюл.9 1 (72) Ю.Н.Асеев и А.Я.Косой (53) 621. 382 (088. 8) (56)Weslon Tuhnical Papers,San-Francisk-Calif. Los-Angeles, Calif,1971, Ч 15,р.23 41-23-49.

Транзистор дециметрового диапазона с плоской характеристикой усиления, "Электроника",М., "Мир", т.50, В 4, с.89-90,77. .(54)(57) СВЧ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ МОЩНЫЙ

ТРАНЗИСТОР, содержащий ряд транзисторов и входные согласующие элементы, выполненные на полупроводниковой подложке в виде секций МДП-конденсато-. ров, индуктивно связанных с базами транзисторов, общей базовой металлизацией и проволочными перемычками между собой, и ряда контактных площадок, омически связанных с упомянутой подлоккой и индуктивно — с эмиттерами транзисторов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения равномерности распределе» ния рассеиваемой мощности и устойчивости к рассогласованию с нагрузкой,эмиттерные области транзисторов, выполненные в виде гребенчатой структуры, охватывающей базовые области, а крайние секции конденсаторов охватывают по периферии со стороны общей базовой металлиэации секции согласующих Щ П-конденсаторов, соединены металлической дорожкой между собой и индуктивно связаны только .с общей базовой металлизацией. 7240()0

1

Ф, Изобретение относится к области промышленного изготовления СВЧ мощных широкополосных транзисторов.Для согласования входного импеданса мощного СВЧ транзистора в определенной полосе частот используют LC цепочки.

Известен мощный широкополосный транзистор, который содержит ряд транзисторов, соединенный между собой проволочными перемычками, согласующие входные элементы.

Кристалл транзистора выполнен в виде ряда транзисторных структур с последовательно чередующимися контактными площадками под эмиттерные и базовые выводы. Входная согласующая цепочка состоит из двух кристаллов МДП-конденсаторов и индуктивности проволочных выводов.

Расстояние между кристаллами транзистора, конденсаторов и выводами корпуса выбрано с учетом необходимых значений эмиттерной и базово9 индуктивности.

Основным недостатком этого транзистора является большая площадь, занимаемая всеми элементами транзистора и периферийное расположение кристалла транзистора, приводящее к неравномерному отводу тепла через .корпу с, что вызывает снижение уровня выходной мощности и коэффициента усиления.

Наиболее близким к изобретению является СВЧ широкополосный мощный транзистор, содержащий ряд транзисторов и входные согласующие элементы, выполненные на полупроводниковой подложке в виде секций МДП-конденсаторов,индуктивно связанных с базами. транзисторов, общей базовой металлизацией и проволочными перемычками между собой и ряда контактных площадей, омически связанных с упомянутой подложкой и индуктивно — с эмиттерами транзисторов.

Транзисторная структура выполнена по гребенчатой геометрии, причем базовые области охватывают области эмиттера.

Недостатками этой конструкции является то, что при изготовлении транзисторов большей мощности и при работе на рассогласованную нагрузку выполнение входной цепочки описанной конструкции недостаточно для полного и равномерного согласования входа изза появления краевых эффектов при передаче входной мощности это вызывлет в крайних транзисторных структур ячейки кристалла транзистора перегрев по сравнению со средними транзисторными структурами.

Цель изобретения — повышение равномерности распределения рассеиваемой мощности и устойчивости к рассогласованию с нагрузкой.

Цель достигается тем,что в широкополосном СВЧ транзисторе эмиттерные области транзисторов, выполненные в виде гребенчатой структуры, охватывающей базовой области, и крайние секции конденсаторов охватывают по периферии со стороны общей базовой металлизации секции согласующих

МДП-конденсаторов, соединены металлической дорожкой между собой и индуктивно связаны только с общей базовой металлизацией.

На чертеже схематически показан предлагаемый мощный широкополосный

СВЧ транзистор.

25 Он содержит корпус 1, базовый, эмиттерный и коллекторный выводы 2, 1

3 и 4 соответственно, контактную площадку под МДП конденсатор 5,кристалл транзистора 6 и кристалл МДП конденсатора 7. Кристалл транзистора 6 состоит из трех ячеек 8, каждая из которых имеет ряд транзисторных структур 9 с базовыми 10 и эмиттерными 11 контактными площадками.

Кристалл МДП-конденсатора 7 состоит из расположенных по периферии со стороны кристалла транзистора 6 контактных эмиттерных площадок конденсатора 7, которые имеют внешнюю контактную площадку 12, общие 13 и отдельные 14 эмиттерные площадки.Все контактные площадки 12,13 и 14 имеют омический контакт с подложкой MgII-конденсатора. Базовый

45 электрод конденсатора 7 состоит из двух внешних секций 15 и 16, объединенных металлической дорожкой 17, и внутренних секций 18, объединенных только между собой металлическими дорожками 19. Базовый вывод 2, базовые электроды

МДП-конденсатора 7 и базовые контактные площадки 10 соединены проволочными перемычками 20, а эмиттерные контактные площадки 12, 13 и 14 МДП -конденсатора, эмиттерные контактные площадки транзистора 6 и эмиттерный вывод 3 объединены проволочными перемычками 21.

7 4000

/б

/б

/б 20 2/

ВНИИПИ Заказ 8555/ 5 Тираж 678 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Принцип работы конструкции заключается в том что входную мощность

J подают на базовый вывод 2 через проволочные перемычки 20 к внешним 15, 16 и внутренним 18 секциям МДП-кон— денсатора и дальше к базовым контактным площадкам 10. Входная согласующая LC цепочка трансформирует сопротивление на базовом выводе 2 до значения полного сопротивления транзисторных структур 9. Распределение входного полного сопротивления транзисторных структур 9 по всему фронту приема входной мощности имеет отклонения на крайних структурах, вызванные неравномерностью отвода от них тепла и также отклонения на центральных структурах, вызванные отклонениями параметров, используемых материалов и технологического процесса. Введение крайних внешних двух секций МДП-конденсатора уменьшает отрицательное влияние краевых отклонений полного сопротивления на согласование входной ВЧ мощности.

Равномерность распределения входной мощности по структурам транзистора дает значительный выигрыш в

1 получении выходной мощности и повышает устойчивость транзистора к рассогласованию с нагрузкой.

При рассогласовании нагрузки при некоторых фазовых углах резко возоасг 7/г б / б// тают коллекторные токи, приводящие к возникновению тепловых нагрузок и отдельных участков транзисторных структур 9. Перегрев отдельных участков структуры 9 приводит к разбалансировке всей системы подачи мощности, так как общую транзисторную структуру

6 можно рассматривать как параллельное соединение транзисторных структур

10 меньшей 1кощности, части которых объединены в ячейку и разбаланс приводит к деградации сначала одной структуры, потом следующей и т.д.Объединение внешних секций металлической дорожкой

17 определенной длины, ширины и толщины, из приводящего материала определенного удельного сопротивления, а также объединение внутренних секций по такому же принципу, выбор

20 номиналов емкости внутренних внешних секций и их соотношений, позволяет построить работу входной согласующей цели так,что на отдельную транзисторную структуру с температурой большей,чем ас25 тальные,уровень подводимой к ней мощности уменьшается.

Предлагаемый мощный широкополосный транзистор позволяет увеличить Р ц„

30 и К за счет лучшей согласованности входа транзистора и за счет сбалансированности входной мощности повысить устойчивость работы транзистора на рассогласованную нагрузку.

/бУ б С Ю