Реферат на тему СВЧ-транзисторы

Содержание:

Оглавление
Введение 3
1. Принцип работы биполярных СВЧ транзисторов 4
2. Полевые СВЧ транзисторы 9
Заключение 12
Список использованной литературы 13

Введение:

Транзистор, в общем понимании, является радиоэлектронным компонентом, изготовленным из полупроводникового материала, имеющий, как правило, три вывода, при этом он способен за счет небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что дает возможность применять его при усилении, генерировании, коммутации и преобразовании электрических сигналов. На сегодняшний день транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем. В свою очередь, СВЧ транзистор — это транзистор, который может работать на сверхвысоких частотах. Допустим, кт315 не СВЧ транзистор, так как его рабочая частота до 250 МГц. К СВЧ относят диапазон частот от 300МГц до 100ГГц. На этих частотах работают радиостанции, сотовые телефоны, wi-fi и другая передающая аппаратура. Вместо транзисторов, в выходном каскаде передатчика стоят СВЧ микросхемы усилителя мощности, но в них все равно находятся СВЧ транзисторы. Выводы транзисторов позолочены, что дает им защиту от коррозии и окислов, чтобы снизить потери сигнала. Золочение также необходимо для лучшего протекания токов в поверхностном слое. Выводы в виде лепестков удобны для сочленения с микрополосковыми линиями. Такие выводы служат для уменьшения паразитных емкостей и индуктивности, и геометрия корпуса также для этих целей. Все существующие транзисторы по структуре, принципу действия и параметрам делятся на два класса — биполярные и полевые (униполярные). В основе работы микроволновых полупроводниковых биполярных и полевых транзисторов лежат те же физические процессы, которые определяют их действие на низких и высоких частотах. Однако существует ряд факторов, ограничивающих применение НЧ- и ВЧ- транзисторов на сверхвысоких частотах (СВЧ) и требует решения ряда технологических и конструкторских задач.
Целью данной работы является изучение биполярных (БП) и полевых СВЧ транзисторов (ПТ).

Заключение:

Исходя из рассмотренного в работе материала, можно сделать ряд выводов:
• Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор, состоящий из трех областей с чередующимися типами электропроводности и пригодный для усиления мощности. В БП ток определяется движением носителей заряда двух типов: электронов и дырок (или основными и неосновными). Отсюда и следует их название – биполярные.
• Полевой транзистор – это электропреобразовательный прибор, в котором ток, протекающий через канал, управляется электрическим полем, формирующимся при приложении напряжения между затвором и истоком, и который предназначен для усиления мощности электромагнитных колебаний.
От биполярного транзистора полевой транзистор отличается, в первую очередь, принципом действия: в биполярном транзисторе управление выходным сигналом осуществляется с помощью входного тока, а в полевом транзисторе посредством входного напряжения или электрического поля. Кроме того, полевые транзисторы имеют значительно больший показатель входного сопротивления, что обуславливается обратным смещением p-n-перехода затвора в рассмотренным в работе типе полевых транзисторов.
В основе функционирования микроволновых полупроводниковых биполярных (БТ) и полевых (ПТ) транзисторов находятся те же физические процессы, которые определяют их действие на низких (НЧ) и высоких частотах (ВЧ).

Фрагмент текста работы:

1. Принцип работы биполярных СВЧ транзисторов
От обычных транзисторов СВЧ-транзисторы отличаются тем, что при их применении, для увеличения граничной частоты, необходимо уменьшать время пролета носителей от эмиттера до коллектора и емкости транзистора. Чтобы снизить это время, СВЧ-транзисторы изготавливаются на основе п-р-я-структуры, так как подвижность электронов в кремнии в три раза больше, чем подвижность дырок, и, кроме того, базу делают по возможности тонкой.
Типовой биполярный транзистор (БП) представляет собой трёхэлектродный полупроводниковый прибор, в полупроводниковой структуре которого имеются два p-n-перехода, перенос заряда через которые производится с помощью двух полярностей — электронов и дырок.
Биполярные транзисторы используются в различных электронных устройствах для усиления или генерации электрических колебаний, а также в качестве коммутирующего элемента (к примеру, в схемах ТТЛ).
Все существующие биполярные транзисторы делятся на две группы:
• n-p-n структуры, «обратной проводимости».
• p-n-p структуры, «прямой проводимости».

Рисунок 1. Упрощённая схема поперечного разреза планарного биполярного n-p-n транзистора
БП состоит из трёх полупроводниковых слоёв с чередующимся типом примесной проводимости: эмиттера (обозначается «Э», англ. E), базы («Б», англ. B) и коллектора («К», англ. C). К каждому из слоёв подключаются проводящие невыпрямляющие контакты .
В биполярном транзисторе носители заряда перемещаются от эмиттера через тонкую базу в сторону коллектора. База отделяется от эмиттера и коллектора p-n переходами. Ток протекает через транзистор лишь в том случае, когда носители заряда инжектируются из эмиттера в базу посредством p-n перехода. В базе они играют роль неосновных носителей заряда и легко захватываются другим p-n переходом между базой и коллектором, при этом получая значительное ускорение. В базовом слое носители заряда распространяются посредством диффузионного механизма в том случае, если отсутствует градиент легирующей примеси в базовом слое, или же под действием электрического поля в случае неравномерного легирования базы. Стоит отметить, что в рамках повышения быстродействия прибора толщина базового слоя должна быть как можно меньше, однако чрезмерное снижение толщины базы вызывает снижение показателей предельно допустимого напряжения коллектора. Управление током между эмиттером и коллектором осуществляется посредством изменения напряжения между базой и эмиттером, от которого зависят условия инжекции носителей заряда в базу и ток базы .