Các bóng bán dẫn vi sóng điện áp thấp mạnh mẽ cho thông tin di động. Dữ liệu tham khảo

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Những tài liệu tham khảo

 Bình luận bài viết

Tạp chí Radio liên tục thông báo đến độc giả về những phát triển mới tại Viện Nghiên cứu Công nghệ Điện tử Voronezh trong lĩnh vực chế tạo các bóng bán dẫn vi sóng công suất cao cho nhiều ứng dụng khác nhau [1-3]. Trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu với các chuyên gia và những người vô tuyến nghiệp dư những phát triển mới nhất của nhóm bóng bán dẫn vi sóng KT8197, KT9189, KT9192, 2T9188A, KT9109A, KT9193 dùng để liên lạc di động với công suất đầu ra từ 0,5 đến 20 W trong dải MV và UHF. Việc thắt chặt các yêu cầu về thông số chức năng và vận hành của thiết bị truyền thông hiện đại đặt ra yêu cầu tương ứng cao hơn về thông số năng lượng của bóng bán dẫn vi sóng công suất cao, độ tin cậy của chúng cũng như về thiết kế của thiết bị.

Trước hết, cần lưu ý rằng các đài phát thanh di động và di động được cấp nguồn trực tiếp từ các nguồn chính. Với mục đích này, các nguồn dòng điện hóa học (pin hoặc pin cỡ nhỏ) được sử dụng với điện áp, thường từ 5 đến 15 V. Điện áp cung cấp giảm sẽ đặt ra các hạn chế đối với công suất và đặc tính khuếch đại của bóng bán dẫn máy phát điện. Đồng thời, các bóng bán dẫn vi sóng điện áp thấp mạnh mẽ phải có các thông số năng lượng cao (chẳng hạn như mức tăng công suất KuP và hiệu suất mạch thu ηK) trong toàn bộ dải tần hoạt động.

Xem xét thực tế rằng công suất đầu ra của bóng bán dẫn máy phát tỷ lệ với bình phương của điện áp hài cơ bản trên bộ thu, tác động của việc giảm mức công suất đầu ra của nó bằng cách giảm điện áp của bộ thu nguồn có thể được bù đắp một cách xây dựng bằng mức tăng tương ứng trong biên độ của dòng tín hiệu hữu ích. Vì vậy, khi thiết kế các bóng bán dẫn điện áp thấp kết hợp với việc giải quyết một tập hợp các bài toán về thiết kế và công nghệ, các vấn đề liên quan đồng thời đến bài toán giảm điện áp bão hòa cực thu-cực phát và tăng mật độ dòng tới hạn của cực thu phải được giải quyết một cách tối ưu.

Việc hoạt động của các bóng bán dẫn điện áp thấp ở chế độ có mật độ dòng điện cao hơn so với các bóng bán dẫn máy phát điện thông thường (dành cho sử dụng ở điện áp Up = 28 V trở lên) làm trầm trọng thêm vấn đề đảm bảo độ tin cậy lâu dài do cần phải ngăn chặn các biểu hiện mạnh mẽ hơn của cơ chế suy thoái trong các phần tử mang dòng và các lớp tiếp xúc của cấu trúc bóng bán dẫn kim loại hóa. Với mục đích này, các bóng bán dẫn vi sóng điện áp thấp được phát triển sử dụng hệ thống kim loại hóa dựa trên vàng nhiều lớp, có độ tin cậy cao.

Các bóng bán dẫn được thảo luận trong bài viết này được thiết kế có tính đến mục đích sử dụng chính của chúng trong các bộ khuếch đại công suất ở chế độ lớp C khi được kết nối trong mạch phát chung. Đồng thời, cho phép hoạt động ở chế độ loại A, B và AB dưới điện áp khác với giá trị định mức, với điều kiện là điểm vận hành nằm trong vùng vận hành an toàn và thực hiện các biện pháp để ngăn chặn sự xâm nhập vào thiết bị. -Chế độ thế hệ.

Các bóng bán dẫn vẫn hoạt động ngay cả khi giá trị Up nhỏ hơn giá trị danh định. Nhưng trong trường hợp này, giá trị của các thông số điện có thể khác với giá trị hộ chiếu. Cho phép vận hành các bóng bán dẫn với tải dòng điện tương ứng với giá trị IК max, nếu công suất tiêu tán trung bình tối đa cho phép của bộ thu ở chế độ động liên tục РК.ср max không vượt quá giá trị giới hạn.

Do các tinh thể cấu trúc bóng bán dẫn của các thiết bị đang được xem xét được sản xuất bằng công nghệ cơ bản và có thiết kế và đặc điểm công nghệ chung nên tất cả các bóng bán dẫn đều có cùng mức điện áp đánh thủng. Theo thông số kỹ thuật dành cho thiết bị, phạm vi ứng dụng của chúng bị giới hạn bởi điện áp một chiều tối đa cho phép giữa bộ phát và đế UEBmax < 3 V và điện áp một chiều tối đa cho phép giữa bộ thu và bộ phát UKE max < 36 V. Ngoài ra, các giá trị điện áp đánh thủng được chỉ định có giá trị trong toàn bộ môi trường phạm vi nhiệt độ hoạt động.

Ý tưởng khái niệm chính giúp có thể tiến thêm một bước nữa trong lĩnh vực tạo ra các bóng bán dẫn điện áp thấp mạnh mẽ trong thiết kế thu nhỏ, là phát triển các giải pháp công nghệ và thiết kế ban đầu mới khi tạo ra một loạt bóng bán dẫn không đóng gói KT8197, KT9189, KT9192. Bản chất của ý tưởng là tạo ra một thiết kế bóng bán dẫn dựa trên giá đỡ tinh thể gốm làm từ oxit berili và dây dẫn băng kim loại hóa trên một chất mang linh hoạt - màng polyimide.

Một băng mang có mẫu quang khắc đặc biệt ở dạng khung chì đóng vai trò là một phần tử dẫn điện duy nhất trên đó tiếp xúc với cấu trúc bóng bán dẫn đa ô và các đầu cuối bên ngoài của thiết bị được hình thành đồng thời. Tất cả các phần tử của dải gia cố bên trong được bịt kín bằng hợp chất. Kích thước của đế của giá đỡ gốm kim loại là 2,5x2,5 mm. Bề mặt gắn của giá đỡ pha lê và các đầu cực được phủ một lớp vàng. Loại và kích thước của bóng bán dẫn được thể hiện trong hình. 1, A. Để so sánh, chúng tôi lưu ý rằng các bóng bán dẫn nước ngoài nhỏ nhất trong gói gốm kim loại (ví dụ: CASE 249-05 của Motorola) có đế gốm tròn có đường kính 7 mm.

Thiết kế của các bóng bán dẫn thuộc dòng KT8197, KT9189, KT9192 cung cấp khả năng lắp đặt chúng trên bảng mạch in bằng phương pháp gắn trên bề mặt. Theo các khuyến nghị về việc sử dụng các bóng bán dẫn này, việc hàn các thiết bị đầu cuối bên ngoài phải được thực hiện ở nhiệt độ 125...180 ° C trong thời gian không quá 5 giây.

Nhờ việc thực hiện dự trữ các thông số điện và vật lý nhiệt, có thể mở rộng đáng kể phạm vi chức năng tiêu dùng của bóng bán dẫn vi sóng không đóng gói. Đặc biệt, đối với các bóng bán dẫn dòng KT8197 có giá trị điện áp danh định Upit = 7,5 V và dòng KT9189, KT9192 (12,5 V), ranh giới vùng vận hành an toàn ở chế độ động được mở rộng lên Upit max = 15 V. Tăng trong điện áp cung cấp so với giá trị danh định cho phép tăng mức công suất đầu ra của máy phát di động và theo đó tăng phạm vi vô tuyến. Transitor có khả năng hoạt động mà không làm giảm công suất tiêu tán ở chế độ động liên tục trong toàn bộ phạm vi nhiệt độ hoạt động.

Nhìn chung, khi phát triển các bóng bán dẫn này một cách cơ bản, các vấn đề không chỉ thu nhỏ mà còn giảm chi phí đã được giải quyết. Kết quả là, các bóng bán dẫn rẻ hơn khoảng năm lần so với các bóng bán dẫn cùng loại của nước ngoài trong vỏ bằng gốm kim loại. Các bóng bán dẫn vi sóng thu nhỏ được phát triển có thể được ứng dụng rộng rãi nhất cả trong cách sử dụng truyền thống dưới dạng các thành phần rời rạc và như một phần của bộ khuếch đại công suất RF vi mạch lai. Rõ ràng, cách sử dụng hiệu quả nhất của chúng là ở các đài phát thanh di động có thể đeo được.

Các tầng đầu ra của máy phát di động thường được cấp nguồn trực tiếp từ ắc quy của xe. Các bóng bán dẫn cho các giai đoạn đầu ra được thiết kế để có điện áp cung cấp định mức Upit = 12,5 V. Chuỗi tham số của bóng bán dẫn cho từng phạm vi được kết nối được xây dựng có tính đến mức công suất đầu ra tối đa được phép đối với máy phát di động Pout = 20 W [4]. Sự phát triển của các bóng bán dẫn vi sóng điện áp thấp mạnh mẽ (với Pout>10 W) gắn liền với các vấn đề thiết kế phức tạp hơn. Ngoài ra, còn có các vấn đề về bổ sung năng lượng động và loại bỏ nhiệt từ các tinh thể lớn có cấu trúc vi sóng.

Cấu trúc liên kết tinh thể của bóng bán dẫn điện có cấu trúc bộ phát rất phát triển, đặc trưng bởi trở kháng thấp. Để đảm bảo dải tần số cần thiết, đơn giản hóa việc kết hợp và tăng mức tăng công suất, một mạch kết hợp nội bộ LC ở đầu vào được tích hợp vào các bóng bán dẫn. Về mặt cấu trúc, mạch LC được chế tạo dưới dạng một cụm vi mô dựa trên tụ điện MIS và hệ thống dây dẫn hoạt động như các phần tử cảm ứng.

Để phát triển dải công suất của các bóng bán dẫn thuộc dòng 2T9175 được phát triển trước đó để sử dụng trong dải VHF [2], các bóng bán dẫn 2T9188A (Pout = 10 W) và KT9190A (20 W) đã được tạo ra. Đối với dải UHF, các bóng bán dẫn KT9193A (Pout = 10 W) và KT9193B (20 W) đã được phát triển. Các bóng bán dẫn được chế tạo theo gói KT-83 tiêu chuẩn (xem Hình 1, b).

Việc sử dụng vỏ gốm-kim loại này đã từng giúp tạo ra các bóng bán dẫn đa năng có độ tin cậy cao cho các thiết bị điện tử với yêu cầu ngày càng cao về các yếu tố bên ngoài và khả năng hoạt động trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Để đảm bảo độ tin cậy được đảm bảo ở nhiệt độ vỏ +60°C đối với các bóng bán dẫn có công suất đầu ra Pout = 10 W và với Pout = 20 W - từ +40 đến +125°C, mức tiêu tán công suất trung bình tối đa cho phép ở chế độ động liên tục phải giảm tuyến tính theo công thức RK.sr max=(200-Tcorp)/RT.p-c (trong đó Tcorp là nhiệt độ vỏ, °C; RT.p-c là điện trở nhiệt của hộp nối chuyển tiếp, °C/W).

Hiện tại, mạng liên lạc vô tuyến liên bang đang được tạo ra ở Nga theo tiêu chuẩn NMT-450i (ở tần số 450 MHz). Một loạt thiết bị được phát triển KT9189, 2T9175, 2T9188A, KT9190A gần như có thể đáp ứng hoàn toàn nhu cầu về thiết bị dựa trên các phần tử bóng bán dẫn trong nước trong lĩnh vực được xem xét của thị trường.

Ngoài ra, kể từ năm 1995, một mạng liên bang gồm các hệ thống thông tin thuê bao di động di động đã được triển khai ở Nga theo tiêu chuẩn GSM (900 MHz) và hệ thống di động dành cho liên lạc khu vực theo tiêu chuẩn AMPS của Mỹ (800 MHz). Để tạo ra các hệ thống liên lạc vô tuyến di động này trong UHF, có thể sử dụng các bóng bán dẫn cỡ nhỏ thuộc dòng KT9192 với công suất đầu ra 0,5 và 2 W, cũng như dòng KT9193 có công suất đầu ra 10 và 20 W.

Giải pháp cho vấn đề thu nhỏ thiết bị và theo đó, cơ sở nguyên tố của nó không chỉ ảnh hưởng đến các máy phát vô tuyến di động có thể đeo được. Trong một số trường hợp, đối với thiết bị liên lạc vô tuyến di động cũng như thiết bị chuyên dùng, cần phải giảm trọng lượng và kích thước của các bóng bán dẫn điện áp thấp vi sóng công suất cao.

Với những mục đích này, một thiết kế vỏ không có tấm bán dẫn đã được sửa đổi đã được phát triển dựa trên KT-83 (Hình 1, c), trong đó các bóng bán dẫn 2T9175A-4-2T9175V-4, 2T9188A-4, KT9190A-4, KT9193A-4, KT9193B-4 được sản xuất. Đặc tính điện của chúng tương tự như các bóng bán dẫn tương ứng trong thiết kế tiêu chuẩn. Các bóng bán dẫn này được gắn trực tiếp bằng cách hàn nhiệt độ thấp của giá đỡ tinh thể vào tản nhiệt. Nhiệt độ cơ thể trong quá trình hàn không được vượt quá + 150 ° C và tổng thời gian làm nóng và hàn không được vượt quá 2 phút.

Các đặc tính kỹ thuật chính của bóng bán dẫn đang được xem xét được trình bày trong bảng. 1. Hiệu suất của mạch thu của tất cả các bóng bán dẫn là 55%. Các giá trị của dòng thu trực tiếp tối đa cho phép tương ứng với toàn bộ phạm vi nhiệt độ hoạt động.

Bảng 1

Trong bộ lễ phục. Hình 2a hiển thị mạch hoàn chỉnh của các bóng bán dẫn 2T9188A, KT9190A và trong Hình 2. 8197,b - các bóng bán dẫn thuộc dòng KT9189, KT9192, KT2, 9175T2 (l - khoảng cách từ ranh giới hàn đến đường nối dính của nắp bịt hoặc lớp phủ kín của giá đỡ pha lê. Khoảng cách này được quy định trong khuyến nghị sử dụng các bóng bán dẫn vi sóng trong các thông số kỹ thuật trên chúng và nhất thiết phải được tính đến khi tính toán các phần tử phản kháng của bóng bán dẫn). Các thông số của các phần tử phản ứng thể hiện trong sơ đồ được tóm tắt trong bảng. XNUMX. Các tham số này cần thiết để tính toán các mạch phù hợp với đường khuếch đại của thiết bị đang được phát triển.

Sự phát triển của cơ sở phần tử bóng bán dẫn mới mở ra triển vọng rộng lớn cho cả việc tạo ra các thiết bị liên lạc vô tuyến nghiệp dư và thương mại chuyên nghiệp hiện đại, cũng như cải tiến những gì đã được phát triển nhằm cải thiện các thông số điện, giảm trọng lượng, kích thước và chi phí. .

Bảng 2

Văn chương

1. Assesorov V., Kozhevnikov V., Kosoy A. Tìm kiếm khoa học cho các kỹ sư Nga. Xu hướng phát triển của bóng bán dẫn vi sóng công suất cao. - Đài phát thanh, 1994, số 6, tr. 2, 3.
2. Assitorov V., Kozhevnikov V., Kosoy A. Bóng bán dẫn vi sóng mới. - Đài phát thanh, 1996, số 5, tr. 57, 58.
3. Assesorov V., Assesorov A., Kozhevnikov V., Matveev S. Bóng bán dẫn vi sóng tuyến tính cho bộ khuếch đại công suất. - Đài phát thanh, 1998, số 3, tr. 49-51.
4. Các đài vô tuyến điều chế góc thuộc nghiệp vụ lưu động mặt đất. GOST 12252-86 (ST SEV 4280-83).

Tác giả: V. Kozhevnikov, V. Assitorov, A. Assitorov, V. Dikarev, Voronezh

Xem các bài viết khác razdela Những tài liệu tham khảo.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Máy tỉa hoa trong vườn 02.05.2024

Trong nền nông nghiệp hiện đại, tiến bộ công nghệ đang phát triển nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình chăm sóc cây trồng. Máy tỉa thưa hoa Florix cải tiến đã được giới thiệu tại Ý, được thiết kế để tối ưu hóa giai đoạn thu hoạch. Công cụ này được trang bị cánh tay di động, cho phép nó dễ dàng thích ứng với nhu cầu của khu vườn. Người vận hành có thể điều chỉnh tốc độ của các dây mỏng bằng cách điều khiển chúng từ cabin máy kéo bằng cần điều khiển. Cách tiếp cận này làm tăng đáng kể hiệu quả của quá trình tỉa thưa hoa, mang lại khả năng điều chỉnh riêng cho từng điều kiện cụ thể của khu vườn, cũng như sự đa dạng và loại trái cây được trồng trong đó. Sau hai năm thử nghiệm máy Florix trên nhiều loại trái cây khác nhau, kết quả rất đáng khích lệ. Những nông dân như Filiberto Montanari, người đã sử dụng máy Florix trong vài năm, đã báo cáo rằng thời gian và công sức cần thiết để tỉa hoa đã giảm đáng kể. ... >>

Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến 02.05.2024

Kính hiển vi đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu khoa học, cho phép các nhà khoa học đi sâu vào các cấu trúc và quá trình mà mắt thường không nhìn thấy được. Tuy nhiên, các phương pháp kính hiển vi khác nhau đều có những hạn chế, trong đó có hạn chế về độ phân giải khi sử dụng dải hồng ngoại. Nhưng những thành tựu mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản tại Đại học Tokyo đã mở ra những triển vọng mới cho việc nghiên cứu thế giới vi mô. Các nhà khoa học từ Đại học Tokyo vừa công bố một loại kính hiển vi mới sẽ cách mạng hóa khả năng của kính hiển vi hồng ngoại. Thiết bị tiên tiến này cho phép bạn nhìn thấy cấu trúc bên trong của vi khuẩn sống với độ rõ nét đáng kinh ngạc ở quy mô nanomet. Thông thường, kính hiển vi hồng ngoại trung bị hạn chế bởi độ phân giải thấp, nhưng sự phát triển mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã khắc phục được những hạn chế này. Theo các nhà khoa học, kính hiển vi được phát triển cho phép tạo ra hình ảnh có độ phân giải lên tới 120 nanomet, cao gấp 30 lần độ phân giải của kính hiển vi truyền thống. ... >>

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Di truyền và lịch sử 21.10.2012 Các nhà sử học từ lâu đã tranh cãi về những thiệt hại do những kẻ chinh phạt gây ra cho người dân bản địa của Châu Mỹ. Theo một số người, sau cuộc xâm lược của người châu Âu, có tới 90% người da đỏ chết vì bị giết, nô dịch và du nhập các căn bệnh không phải là đặc trưng của Tân Thế giới. Theo những người khác, thiệt hại đối với dân số là nhỏ và sớm được bù đắp bằng khả năng sinh sản tự nhiên. Gần đây, các nhà di truyền học từ Mỹ và Brazil đã phân tích ADN ty thể của 137 người da đỏ hiện đại và 63 mẫu 700-3000 năm tuổi, hầu hết là từ xác ướp. Kết quả cho thấy khoảng 500 năm trước, tức là sau khi phát hiện ra Châu Mỹ, dân số của lục địa đã giảm gần một nửa. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều mẫu DNA cổ đại để làm rõ dữ liệu. Một bức khắc của nghệ sĩ người Pháp Jacques Lemoine de Morgue mô tả đám tang của những người da đỏ chết vì bệnh đậu mùa, vốn không tồn tại ở Mỹ trước khi người ngoài hành tinh đến. Một thành viên của đoàn thám hiểm Tân Thế giới năm 1564 đã để lại nhiều bức vẽ từ cuộc sống của thổ dân da đỏ Florida.

Tin tức thú vị khác:

▪ Khám phá tia sét bên trong đám mây giông

▪ LG KiZON - thiết bị điện tử đeo được cho trẻ em

▪ Lỗ thủng ôzôn đã ổn định

▪ Xử lý carbon dioxide thành nhiên liệu tên lửa

▪ Hệ thống chip đơn Mật độ 920 5G và Mật độ 810 5G

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần An toàn lao động trên công trường. Lựa chọn các bài viết

▪ bài báo Batyushkov Konstantin Nikolaevich. câu cách ngôn nổi tiếng

▪ bài viết Lần đầu tiên ether được sử dụng để gây mê là khi nào? đáp án chi tiết

▪ bài viết Thợ sửa khóa-thợ sửa chữa tàu thủy. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động

▪ bài viết Sàng lọc đầu dò logic. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Ổn áp chuyển mạch đơn giản, 9-25/5 vôn 0,7 ampe. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024