авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Моделирование нелинейных свч преобразующих устройств на полевых транзисторах с затвором шотки

-- [ Страница 3 ] --

влияние второй половины тетрода на общий коэффициент шума заключается в увеличении эффективного шумовового сопротивления на величину, 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 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 i 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 o и хорошими на частоте п 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.

 ис. 17 В приложениях-49

Рис. 16 Рис. 17

 В приложениях представлены-50

Рис. 18

В приложениях представлены основные методы машинного анализа нелинейных СВЧ схем и наиболее часто используемые пакеты прикладных программ, моделирование вольтамперной характеристики арсенид-галлиевого 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 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.

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., Учебно-методический и издательский центр «Учебная литература», 2005, с. 188-196.

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 КВЧ-радиоимпульсов 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 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 амплитудно-модулированного 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 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.

Тип. ТТИ ЮФУ Заказ № 336 тир. 70 экз.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.