Mikrowellentransistoren mit geringer Leistung, für den Haushalt. Leistungs-Mikrowellentransistoren von Philips Semiconductors

Transistor

Parameter

n-p-n

Ikbo bei Ukb mA/V

Iebo bei Ueb mA/V

h21e-Einheiten

Frp MHz

SK pf

t zu ps

Ukb max V

Uke max V

Ueb max V

Ik max A

Ich soll A veräppeln

Ib max A

P max W

RT max W

2Т606А

1/65

0,1/4

3,5

0,01

0,4

0,8

0,1

0,8

2,5

KT606A

1,5/65

0,3/4

0.012

0,4

0,8

0,1

0,8

2,5

KT606B

1,5/65

0,3/4

0,012

0,4

0,8

0,1

0,6

2,0

2Т607А-4

n / A

0,125

n / A

0,3

1,0

KT607A-4

n / A

0,15

n / A

0.9

1.5

KT607B-4

n / A

4,5

0,15

n / A

0,8

1,5

2T610A

0,5/20

0,1/4

50-250

4,1

0,3

n / A

1,5

n / A

2T610B

0,5/20

0,1/4

20-250

4,1

0,3

n / A

1,5

n / A

KT610A

0,5/20

0,1/4

50-300

4,1

0,3

n / A

1,5

n / A

KT610B

0,5/20

0,1/4

50-300

4,1

0,3

n / A

1,5

n / A

2Т633А

0,003/30

0,003/4

40-140

3,3

n / A

4,5

0,2

0,5

0,12

0,36

1,2

KT633B

0,01/30

0,01/4

20-160

3,3

n / A

4,5

0,2

0,5

0,12

0,36

1,2

2Т634А

1/30

0,2/3

n / A

3,5

0,15

0,25

0,07

0,96

1.8

KT634B

2/30

0,4/3

n / A

3,5

0,15

0,25

0,07

0,96

1,8

2Т637А

0,1/30

0,2/2,5

30-140

2,5

0,2

0,3

0,1

1,5

n / A

KT637A

0,1/30

0,2/2,5

30-140

2,5

0,2

0,3

0,1

1,5

n / A

KT637B

2/30

0,2/2,5

30-140

2,5

0,2

0,3

0,1

1,5

n / A

2Т640А

0,5/25

0,1/3

Min. 15

1,3

0,6

0,06

n / A

0,6

n / A

KT640A

0,5/25

0,1/3

Min. 15

1,3

0,6

0,06

n / A

0,6

n / A

KT640B

0,5/25

0,1/3

Min. 15

1,3

0,06

n / A

0,6

n / A

KT640V

0,5/25

0,1/3

Min. 15

1,3

0,06

n / A

0,6

n / A

2Т642А

1/20

0,1/2

n / A

1,1

n / A

0,06

n / A

0,5

n / A

KT642A

1/20

0,1/2

n / A

1,1

n / A

0,06

n / A

0,5

n / A

2Т642А1

0,5/15

0,1/2

n / A

0,04

n / A

0.35

n / A

2T642B1

0,5/15

0,1/2

n / A

0,04

n / A

0,35

n / A

2Т642В1

0,5/15

0,1/2

n / A

0,04

n / A

0,2s

n / A

2T642G1

0,5/15

0,1/2

n / A

0,04

n / A

0,23

n / A

2Т643А-2

0,02/25

0,01/3

50-150

1,8

n / A

0,12

n / A

3,15

n / A

2T643B-2

0,02/25

0,01/3

50-150

1,8

n / A

0,12

n / A

0,15

n / A

2Т647А-2

0,05/18

0,2/2

n / A

1,5

n / A

0,09

n / A

5,56

0,8

KT647A-2

0,05/18

0,2/2

n / A

1.5

n / A

0,09

n / A

0,56

0,8

2Т648А-2

1/18

0.2/2

n / A

1,5

n / A

0,06

n / A

0,4

0,6

KT648A-2

1/18

0,2/2

n / A

1,5

n / A

0,06

n / A

0,4

0,6

2Т657А-2

1/12

0,1/2

60-200

n / A

0,06

n / A

0,31

n / A

2T657B-2

1/12

0,1/2

60-200

n / A

0.06

n / A

0,31

n / A

2Т657В-2

1/12

0,1/2

35-50

n / A

0,06

n / A

3,37

n / A

KT657A-2

1/12

0,1/2

60-200

n / A

0,06

n / A

3,37

n / A

KT657B-2

1/12

0,1/2

60-200

n / A

0,06

n / A

3,37

n / A

KT657V-2

1/12

0,1/2

35-50

n / A

0.06

n / A

3,37

n / A

KT659A

n / A

min. 35

n / A

1,2

n / A

2T671A

1/15

0,4/1,5

n / A

1,5

n / A

1,5

0,15

n / A

0,9

n / A

2Т682А-2

1uA/10

0,02/1

40-70

n / A

0,05

n / A

0,33

n / A

2T682B-2

1uA/10

0,02/1

80-100

n / A

0,05

n / A

0,33

n / A

KT682A-2

1uA/10

0,02/1

40-50

n / A

0,05

n / A

0,33

n / A

In der Tabelle werden folgende Bezeichnungen für die elektrischen Parameter von Transistoren verwendet:

Ikbo- umgekehrter Kollektorstrom (Kollektor-Basis) im Zähler, mit Spannung zwischen Kollektor und Basis im Nenner.
Iebo- Rückstrom des Emitters (Emitter - Basis), im Zähler, bei einer Spannung zwischen Emitter und Basis, im Nenner.
h21e- statischer Stromübertragungskoeffizient (Verstärkung).
Fgr- obere Grenzfrequenz des Transistor-Transmissionskoeffizienten.
Sk- Kapazität des Kollektorübergangs, tk - Zeitkonstante des Stromkreises Rückmeldung(nicht mehr).
Ukb max- die maximal zulässige Spannung zwischen Kollektor und Basis.
Uke max- maximal zulässige Spannung zwischen Kollektor und Emitter
Web max- maximal zulässige Spannung zwischen Emitter und Basis.
Iк max- maximaler Kollektorstrom.
Ik Kobold.- maximaler Impulskollektorstrom.
Ib max- maximaler Basisstrom.
Рmax- maximale Leistung ohne Kühlkörper.
RT max- maximale Leistung mit Kühlkörper.

Nachschlagewerke für Funkamateure

Der aktuelle Entwicklungsstand von REA und seiner elementaren Basis ermöglicht die Entwicklung vollständig festkörperbasierter UKW-UKW- und Fernsehsender mit einer Ausgangsleistung von bis zu 5 kW. Verstärkungspfade auf Basis breitbandiger Transistorverstärker haben gegenüber Röhrenverstärkern eine Reihe von Vorteilen. Halbleitertransmitter sind zuverlässiger, elektrisch sicherer, bequemer zu verwenden und einfacher herzustellen.

Bei einem blockmodularen Aufbau des Senders führt der Ausfall eines der Endverstärkerblöcke nicht zu einer Unterbrechung der On-Air-Übertragung, da die Übertragung bis zum Austausch des Blocks nur mit reduzierter Leistung fortgesetzt wird. Darüber hinaus ist der Breitbandpfad des Transistorverstärkers nicht erforderlich zusätzliche Einstellungen zu einem bestimmten Kanal innerhalb des Betriebsfrequenzbandes.

Es ist allgemein anerkannt, dass die Zuverlässigkeit eines Senders in erster Linie von der Zuverlässigkeit der verwendeten aktiven Komponenten abhängt. Dank der Verwendung moderner linearer Hochleistungs-Mikrowellentransistoren, deren Konstruktionsmerkmale und Fertigungstechnologie eine deutliche Verlängerung der Ausfallzeiten ermöglichen, wurde das Problem der Erhöhung der Zuverlässigkeit von Festkörpersendern grundlegend gelöst.

Wachsende Anforderungen an die technischen und wirtschaftlichen Indikatoren von UKW-FM- und Hochleistungsfernsehsendern sowie das erreichte Niveau der heimischen Technologie auf dem Gebiet der Herstellung von Hochleistungs-Silizium-Bipolartransistoren stimulierten die Entwicklung einer neuen Geräteklasse – hoch -Leistungslineare Mikrowellentransistoren. Forschungsinstitut Elektronische Technologie(Voronezh) hat eine breite Palette davon für den Einsatz im Meter- und Dezimeterwellenlängenbereich entwickelt und produziert.

Transistoren sind speziell für den Einsatz in Hochleistungs-Fernseh- und Rundfunksendern, Repeatern, insbesondere in Fernseh-Repeatern mit gemeinsamer Verstärkung von Audio- und Bildsignalen, sowie in Mehrkanal-Signalverstärkern von Basisstationen eines Mobilfunkkommunikationssystems konzipiert. Diese Transistoren erfüllen äußerst strenge Anforderungen an die Linearität der Übertragungskennlinie, haben einen Spielraum für die Verlustleistung und dadurch eine erhöhte Zuverlässigkeit.

Strukturell werden solche Transistoren in Metallkeramikgehäusen hergestellt. Ihre Aussehen in Abb. dargestellt. 1 (Die Gehäuse nicht aller im Artikel erwähnten Transistoren werden gezeigt; die fehlenden sind im Artikel zu sehen). Hohe lineare und Frequenzeigenschaften von Transistorstrukturen werden durch den Einsatz präziser isoplanarer Technologie realisiert. Diffusionsschichten haben einen Designstandard im Submikronbereich. Die Breite der Elemente der Emittertopologie beträgt etwa 1,5 Mikrometer mit einem extrem entwickelten Umfang.

Um Ausfälle durch sekundäre elektrische und thermische Durchschläge zu vermeiden, wird die Transistorstruktur auf einem Siliziumkristall mit einem doppelschichtigen Epitaxiekollektor und der Verwendung von Emitterstabilisierungswiderständen gebildet. Ihre langfristige Zuverlässigkeit verdanken die Transistoren auch der Verwendung einer mehrschichtigen Metallisierung auf Goldbasis.

Lineartransistoren mit einer Verlustleistung von mehr als 50 W (mit Ausnahme von KT9116A, KT9116B, KT9133A) verfügen in der Regel über eine strukturell eingebaute LC-Eingangsanpassungsschaltung, die in Form einer Mikrobaugruppe auf Basis eines eingebauten in MIS-Kondensator und einem Drahtleitungssystem. Mit internen Anpassungsschaltungen können Sie das Betriebsfrequenzband erweitern, die Eingangs- und Ausgangsanpassung vereinfachen und außerdem die Leistungsverstärkung CUR im Frequenzband erhöhen.

Gleichzeitig sind diese Transistoren „symmetrisch“, was bedeutet, dass auf einem Flansch zwei identische Transistorstrukturen vorhanden sind, die durch einen gemeinsamen Emitter verbunden sind. Dieses Design und diese technische Lösung ermöglichen eine Reduzierung der Induktivität des gemeinsamen Elektrodenausgangs und tragen außerdem dazu bei, das Frequenzband zu erweitern und die Anpassung zu vereinfachen.

Wenn symmetrische Transistoren im Gegentakt geschaltet werden, ist das Potenzial ihres Mittelpunkts theoretisch gleich Null, was dem Zustand einer künstlichen „Erde“ entspricht. Diese Einbeziehung führt tatsächlich zu einer etwa vierfachen Erhöhung der komplexen Ausgangsimpedanz im Vergleich zu einer Single-Ended-Impedanz bei gleichem Ausgangssignalpegel und einer wirksamen Unterdrückung gerader harmonischer Komponenten im Spektrum des Nutzsignals.

Es ist bekannt, dass Qualität Fernseh-Übertragung hängt zunächst davon ab, wie linear die Übertragungscharakteristik des elektronischen Pfades ist. Das Problem der Linearität ist beim Entwurf von Knoten zur gemeinsamen Verstärkung von Bild- und Tonsignalen aufgrund des Auftretens kombinatorischer Komponenten im Frequenzspektrum besonders akut. Daher wurde die von ausländischen Experten vorgeschlagene Drei-Ton-Methode zur Beurteilung der Linearität der Übertragungscharakteristik inländischer Transistoren basierend auf dem Unterdrückungsgrad der Kombinationskomponente dritter Ordnung übernommen.

Die Methode basiert auf der Analyse realer TV-Signal bei einem Signalpegelverhältnis der Bildträgerfrequenz von -8 dB. Seitenfrequenz -16 dB und Trägerfrequenz -7 dB relativ zur Ausgangsleistung an der Spitze der Hüllkurve. Transistoren zur gemeinsamen Verstärkung müssen je nach Frequenz- und Leistungsreihe einen Wert für den Koeffizienten der Kombinationskomponenten des MS liefern, der in der Regel nicht mehr als -53...-60 dB beträgt.

Die betrachtete Klasse von Mikrowellentransistoren mit strenger Regulierung der Unterdrückung kombinatorischer Komponenten wird im Ausland als superlineare Transistoren bezeichnet. Es ist zu beachten, dass ein derart hohes Maß an Linearität normalerweise nur im Klasse-A-Modus erreicht wird, wo die maximale Moduslinearisierung der Übertragungscharakteristik durchgeführt werden kann.

Wie aus der Tabelle hervorgeht, gibt es im Zählerbereich eine Reihe von Transistoren, dargestellt durch die Geräte KT9116A, KT91166, KT9133A und KT9173A mit einer Spitzenausgangsleistung Pvmkh.pik von 5,15, 30 bzw. 50 W. Im Dezimeter-Wellenlängenbereich wird ein solcher Bereich durch die Geräte KT983A, KT983B, KT983V, KT9150A und POZ mit RVV1X, PIK gleich 0,5, 1,3,5, 8 und 25 W repräsentiert.

Superlineare Transistoren werden üblicherweise in gemeinsamen Verstärkern (im Klasse-A-Modus) von Fernsehverstärkern und Leistungsverstärkermodulen von Sendern mit einer Leistung von bis zu 100 W eingesetzt.

Allerdings erfordern die Ausgangsstufen von Hochleistungssendern leistungsstärkere Transistoren Benötigtes Level die Obergrenze des linearen Dynamikbereichs bei Betrieb in einem günstigen Energiemodus. Akzeptable nichtlineare Verzerrungen bei hohen Signalpegeln können durch die Verwendung einer separaten Verstärkung im Klasse-AB-Modus erzielt werden.

Basierend auf einer Analyse der thermophysikalischen Betriebsbedingungen des Transistors und der Besonderheiten der Bildung der Linearität eines Einzeltonsignals wurde eine Reihe von Mikrowellentransistoren speziell für den Betriebsmodus in der AB-Klasse entwickelt. Die Linearität der Eigenschaften dieser Geräte nach fremden Methoden wird durch den Grad der Komprimierung (Kompression) des Verstärkungsfaktors basierend auf der Leistung eines Einzeltonsignals – dem Kompressionsfaktor Kszh oder auf andere Weise – der Ausgangsleistung bestimmt ein gewisser normalisierter Kszh.

Für den Einsatz im Meter-Wellenlängenbereich im Class-AB-Modus gibt es nun KT9151A-Transistoren mit einer Ausgangsleistung von 200 W und KT9174A-Transistoren mit einer Ausgangsleistung von 300 W. Für den Dezimeterbereich wurden Transistoren 2T9155A, KT9142A, 2T9155B, KT9152A, 2T9155V, KT9182A mit Ausgangsleistungen von 15 bis 150 W entwickelt.

Erstmals demonstrierten NEC-Spezialisten die Möglichkeit, modulare Festkörpersender im Dezimeterbereich mit kombinierter Verstärkung von Bild- und Audiosignalen mit einer Leistung von 100 W zu erstellen. Später wurden ähnliche Sender mit inländischen Hochleistungs-Mikrowellentransistoren erstellt 12, 9]. Dabei geht es insbesondere um Originalforschung zur Erweiterung des Anwendungsbereichs leistungsstarke Transistoren KT9151A und KT9152A bei der Erstellung gemeinsamer 100-Watt-Verstärkermodule im Klasse-A-Modus. Es wird gezeigt, dass es in diesem Modus möglich ist, die Unterdrückung kombinatorischer Komponenten sicherzustellen, wenn deren Leistung um das 3- bis 4-fache der Nennleistung im Klasse-AB-Modus nicht ausreichend genutzt wird .

Spezialisten der Staatlichen Technischen Universität Nowosibirsk führten Untersuchungen zur Verwendung heimischer Hochleistungs-Mikrowellentransistoren in Modulen durch TV-Verstärker Leistung mit separater Verstärkung.

In Abb. Abbildung 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Bildsignal-Leistungsverstärkers für die Fernsehkanäle 1 – 5 mit einer Spitzenausgangsleistung von 250 W. Der Verstärker ist nach der Schaltung der getrennten Verstärkung von Bild- und Tonsignalen ausgelegt. Für die Kanäle 6–12 ist der Verstärker nach einer ähnlichen Schaltung aufgebaut, wobei eine Zwischenstufe auf einem KT9116A-Transistor hinzugefügt wurde, der im Klasse-A-Modus arbeitet, um die erforderliche Verstärkung zu erhalten.

In der Ausgangsstufe arbeiten KT9151A-Transistoren in der Klasse AB. Der Aufbau erfolgt nach einer symmetrischen Gegentaktschaltung. Auf diese Weise können Sie mit relativ einfachen Anpassungsschaltungen die Nennausgangsleistung erreichen, ohne dass ein „Feeder-Echo“ auftritt und der Pegel gerader harmonischer Komponenten nicht mehr als -35 dB beträgt. Die Nichtlinearität der Amplitudencharakteristik des Verstärkers wird für ein kleines Signal durch Auswahl der Verschiebung des Arbeitspunkts in jeder Stufe sowie durch Anpassen der Nichtlinearität im Erreger-Videomodulator ermittelt.

Das Blockschaltbild eines Leistungsverstärkers für die Fernsehkanäle 21 - 60 ist in Abb. dargestellt. 3. Die Ausgangsstufe des Verstärkers ist ebenfalls nach einer symmetrischen Gegentaktschaltung aufgebaut.

Um eine breitbandige Anpassung und den Übergang von einer asymmetrischen zu einer symmetrischen Last sicherzustellen, wird in den Endstufen der Verstärker der Kanäle 6 – 12, 21 – 60 ein zweigliedriger Tiefpassfilter als Korrekturschaltung eingesetzt. Die Induktivität der ersten Verbindung der Anpassungsschaltung wird in Form von Abschnitten von Streifenmikroleitungen auf Elementen der allgemeinen Topologie der Leiterplatte implementiert. Die Spulen der zweiten Verbindung sind die Anschlüsse der Transistorbasis.

Der Aufbau dieser Verstärker entspricht Abb. 2 und 3. Die Leistungsaufteilung am Eingang der Verstärkerstufen und deren Addition an deren Ausgang sowie die Anpassung von Ein- und Ausgängen an eine Standardlast erfolgt über Drei-dB-Richtkoppler. Strukturell besteht jeder Koppler aus bifilaren Wicklungen (Viertelwellenleitungen) auf einem Rahmen, der in einem Abschirmgehäuse untergebracht ist.

So ermöglichen moderne lineare Mikrowellentransistoren für den Haushalt die Erstellung leistungsstarker Fernsehverstärkermodule mit bis zu 250 W. Mit den Batterien solcher Module ist es möglich, die dem Antennen-Speisepfad zugeführte Ausgangsleistung auf 2 kW zu erhöhen. Als Teil der Sender erfüllen die entwickelten Verstärker alle modernen Anforderungen an elektrische Eigenschaften und Zuverlässigkeit.

Leistungsstarke lineare Mikrowellentransistoren in In letzter Zeit Sie werden zunehmend auch beim Bau von Leistungsverstärkern für Basisstationen des Mobilfunkkommunikationssystems eingesetzt.

Aufgrund ihres technischen Niveaus können die von NIIET entwickelten Hochleistungs-Mikrowellen-Lineartransistoren als elementare Basis für die Schaffung moderner Rundfunk-, Fernseh- und anderer nationaler Wirtschafts- und Amateurfunkgeräte dienen.

Material vorbereitet
A. Assessorov, V. Gutachter: V. Kozhevnikov, S. Matveev, Woronesch

LITERATUR
1. Hlraoka K., Fujiwara S., IkegamI T. usw. Hochleistungs-Festkörper-UHF-Sender. - NEC Pes. & Entwickeln. 1985. bis 79, S. 61 -69.
2. Assessor V., Kozhevnikov V., Kosoy A. Wissenschaftliche Suche nach russischen Ingenieuren. Trend in der Entwicklung von Hochleistungs-Mikrowellentransistoren – Radio, 1994, Nr. 6, S. 2.3.
3. Breitband-Funkübertragungsgeräte. Ed. Alekseeva O. A. - M.: Svyaz, 1978, S. 304.
4. FujiwurdS., IkegamI T., Maklagama I. usw. Halbleiterfernsehsender der SS-Serie. -NEC Res. & Entwickeln. 1989. Nr. 94, S. 78-89.
5. Acessorov V., Kozhevnikov V., Kosoy A. Trend in der Entwicklung von Hochleistungs-Mikrowellentransistoren für den Einsatz in Rundfunk, Fernsehen und Kommunikation.
- Elektronik-Industrie. 1994. Nr. 4, S. 76-80.
6. Assessor V., Kozhevnikov V.. Kosoy A. Neue Mikrowellentransistoren. - Radio. 1996. Nr. 5, S. 57. 58.
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8. Kojlwara Y., Hlrakuwa K., Sasaki K. usw. UHF-Hochleistungstransistorverstärker mit hochdielektrischem Substrat. - NEC Res- & Develop. 1977. Nr. 45, S. 50-57.
9. Grebennikov A., Nikiforov V., Ryzhikov A. Leistungsstarke Transistorverstärkermodule für UKW-UKW- und Fernsehübertragungen. - Telekommunikation. 1996, Nr. 3, S. 28-31.

Mikrowellentransistoren werden in vielen Bereichen der menschlichen Tätigkeit eingesetzt: Fernseh- und Radiosender, Repeater, Radargeräte für zivile und militärische Zwecke, Basisstationen des Mobilfunkkommunikationssystems, Avionik usw.

In den letzten Jahren gab es einen spürbaren Trend des Übergangs von der Bipolartechnologie zur Herstellung von Mikrowellentransistoren zu VDMOS- (Vertical Diffusion Metal Oxide Semiconductors) und LDMOS- (Laterally Diffusion Metal Oxide Semiconductors) Technologien. Die fortschrittlichste LDMOS-Technologie verfügt über beste Eigenschaften B. Linearität, Verstärkung, thermische Bedingungen, Widerstand gegen Fehlanpassung, hoher Wirkungsgrad, Verlustleistungsspielraum, Zuverlässigkeit. Von Philips hergestellte Transistoren weisen eine außergewöhnlich hohe Wiederholgenauigkeit von Charge zu Charge auf, und Philips ist stolz darauf. Beim Austausch ausgefallener Transistoren müssen Sie sich keine Gedanken über eine erneute Einrichtung des Geräts machen, da alle Parameter der Transistoren absolut identisch sind. Keiner der Philips-Konkurrenten kann sich damit rühmen.

Alle Neuentwicklungen von Philips basieren auf der neuen modernen LDMOS-Technologie.

Transistoren für Mobilfunk-Basisstationen

Neben in Gehäusen verpackten Transistoren stellt Philips integrierte Module her.

Tabelle 4. Wichtigste integrierte Module

Typ	Pout, W	Technologie	Frequenz	Anwendungsgebiet
BGY916	19	BIPOLAR	900 MHz	GSM
BGY916/5	19	BIPOLAR	900 MHz	GSM
BGY925	23	BIPOLAR	900 MHz	GSM
BGY925/5	23	BIPOLAR	900 MHz	GSM
BGY2016	19	BIPOLAR	1800-2000 MHz	GSM
BGF802-20	4	LDMOS	900-900 MHz	CDMA
BGF 844	20	LDMOS	800-900 MHz	GSM/EDGE (USA)
BGF944	20	LDMOS	900-1000 MHz	GSM/EDGE (EUROPA)
BGF1801-10	10	LDMOS	1800-1900 MHz	GSM/EDGE (EUROPA)
BGF1901-10	10	LDMOS	1900-2000 MHz	GSM/EDGE (USA)

Besonderheiten integrierter Module:

LDMOS-Technologie (Direkt auf den Kühlkörper löten, Linearität, höhere Verstärkung), o reduzierte Verzerrung,
geringere Erwärmung des Halbleiters durch Verwendung eines Kupferflansches, o integrierte Kompensation des Temperaturoffsets,
50 Ohm Ein-/Ausgänge,
lineare Verstärkung,
Unterstützung vieler Standards (EDGE, CDMA).

BGF0810-90

Ausgangsleistung: 40 W,
Verstärkung: 16 dB,
Effizienz: 37 %,

BLF1820-90

Ausgangsleistung: 40 W,
Verstärkung: 12 dB,
Effizienz: 32 %,
Nachbarkanal-Leistungsdämpfung ACPR: -60 dB,
EVM-Fehlervektoramplitude: 2 %.

Transistoren für Rundfunkanstalten

In den letzten 25 Jahren hat Philips seine führende Stellung in diesem Bereich behauptet. Durch den Einsatz der neuesten Fortschritte in der LDMOS-Technologie (BLF1xx-, BLF2xx-, BLF3xx-, BLF4xx-, BLF5xx-Serie) können wir unsere Position auf dem Markt kontinuierlich stärken. Ein Beispiel ist der große Erfolg des BLF861-Transistors für Fernsehsender. Im Gegensatz zu Mitbewerbertransistoren hat sich der BLF861 als äußerst zuverlässiges und äußerst stabiles Element erwiesen, das vor Ausfällen geschützt ist, wenn die Antenne nicht angeschlossen ist. An die Stabilitätseigenschaften des BLF861 konnte keiner der Konkurrenten herankommen. Als Hauptanwendungsgebiete solcher Transistoren können genannt werden: Sender für Frequenzen von HF bis 800 MHz, private Radiosender PMR (TETRA), UKW-Sender für zivile und militärische Zwecke.

Tabelle 5. L- und S-Band-Transistoren für Radare

	Typ	F, GHz	Vcc,B	Tp, μs	Koeff. Füllung, %	Kraft, W	Effizienz,%	Verstärkung, dB
L-Band	RZ1214B35Y	1,2-1,4	50	150	5	>35	>30	>7
	RZ1214B65Y	1,2-1,4	50	150	5	>70	>35	>7
	RX1214B130Y	1,2-1,4	50	150	5	>130	>35	>7
	RX1214B170W	1,2-1,4	42	500	10	>170	>40	>6
	RX1214B300Y	1,2-1,4	50	150	5	>250	>35	>7
	RX1214B350Y	1,2-1,4	50	130	6	>280	>40	>7
	Gesetzentwurf 21435	1,2-1,4	36	100	10	>35	45	>13
	BLL1214-250	1,2-1,4	36	100	10	>250	45	>13
S-Band	BLS2731-10	2,7-3,1	40	100	10	>10	45	9
	BLS2731-20	2,7-3,1	40	100	10	>20	40	8
	BLS2731-50	2,7-3,1	40	100	10	>50	40	9
	BLS2731-110	2,7-3,1	40	100	10	>110	40	7,5
Oberes S-Band	BLS3135-10	3,1-3,5	40	100	10	>10	40	9
	BLS3135-20	3,1-3,5	40	100	10	>20	40	8
	BLS3135-50	3,1-3,5	40	100	10	>50	40	8
	BLS3135-65	3,1-3,5	40	100	10	>65	40	>7

Tabelle 6. Avioniktransistoren

	Typ	F, GHz	Vcc,B	Tp, μs	Koeff. Füllung, %	Kraft, W	Effizienz,%	Verstärkung, dB
BIPOLAR	MZ0912B50Y	0,96-1,215	50	10	10	>50	>42	>7
	MX0912B100Y	0,96-1,215	50	10	10	>100	>42	>7
	MX0912B251Y	0,96-1,215	50	10	10	>235	>42	>7
	MX0912B351Y	0,96-1,215	42	10	10	>325	>40	>7
LDMOS			Vds
	BLA1011-200	1,03-1,09	36	50	1	>200	50	15
	BLA1011-10	1,03-1,09	36	50	1	>10	40	16
	BLA1011-2	1,03-1,09	36	50	1	>2	-	18

Grundlegende Eigenschaften des Transistors BLF861A

Gegentakttransistor (Gegentaktverstärker),
Ausgangsleistung über 150 W,
Verstärkung von mehr als 13 dB,
Wirkungsgrad über 50 %,
deckt den Bereich von 470 bis 860 MHz ab (Bänder IV und V),
ist heute der Industriestandard bei TV-Sendern.

Neues Transistormodell BLF647

entwickelt basierend auf BLF861A,
hohe Verstärkung 16 dB bei 600 MHz,
Ausgangsleistung bis 150 W,
deckt den Bereich von 1,5 bis 800 MHz ab,
zuverlässig, fehlanpassungssicher,
beständig gegen Antennentrennung,
verfügt über einen eingebauten Widerstand, der den Betrieb bei HF- und VHF-Frequenzen ermöglicht,
Gegentakttransistor (Gegentaktverstärker).

Transistor BLF872

wird als leistungsstärkerer Ersatz für den BLF861A entwickelt,
Produktionsstart 1. Quartal 2004,
Ausgangsleistung bis 250 W,
der zuverlässigste Transistor in Bezug auf die Beständigkeit gegen Fehlanpassungen,
behält die Linearität bei,
bewahrt die Zuverlässigkeit,
aktueller Offset-Idq weniger als 10 % für 20 Jahre,
Verstärkung von mehr als 14 dB,
deckt den Bereich von 470 bis 860 MHz ab.

Transistoren für Radar und Avionik

Auch neue Philips-Transistoren für Radar und Avionik werden mit modernster LDMOS-Technologie hergestellt. Mit der LDMOS-Technologie hergestellte Kristalle erwärmen sich weniger, sind zuverlässiger, haben einen höheren Gewinn und erfordern keinen Isolator zwischen dem Substrat und dem Strahler. Um die gleichen Eigenschaften zu erreichen, sind dementsprechend weniger Transistoren erforderlich, was die Zuverlässigkeit weiter erhöht und die Produktkosten senkt.

Neue Entwicklungen:

BLA0912-250

Band von 960 bis 1250 MHz (alle wichtigen Avionikfrequenzen),
hohe Verstärkung bis zu 13 dB,
Zuverlässigkeit, Widerstand gegen Phasenfehlanpassung 5:1,
Linearität,
Muster sind ab Juni 2003 erhältlich.

BLS2934-100

Band von 2,9 bis 3,4 GHz (alle wichtigen Avionikfrequenzen),
Verwendung eines nicht hermetischen Standardgehäuses,
Muster werden bis Ende 2003 verfügbar sein.

Zusammenfassend können wir mit Sicherheit sagen, dass Philips mit der Zeit geht und Transistoren anbietet, die die Entwicklung neuer Geräte mit fortschrittlicheren Eigenschaften ermöglichen: kleinere Größe, höhere Ausgangsleistung, weniger Komponenten und niedrigerer Preis des Endprodukts.

Leistungsstarke Niederspannungs-Mikrowellentransistoren für die mobile Kommunikation

Das Radiomagazin informiert seine Leser ständig über neue Entwicklungen am Voronezh Research Institute of Electronic Technology im Bereich der Entwicklung von Hochleistungs-Mikrowellentransistoren für verschiedene Anwendungen. In diesem Artikel stellen wir Fachleuten und Funkamateuren die neuesten Entwicklungen der Gruppe der Mikrowellentransistoren KT8197, KT9189, KT9192, 2T9188A, KT9109A, KT9193 für den Mobilfunk mit einer Ausgangsleistung von 0,5 bis 20 W im MV- und UHF-Bereich vor. Steigende Anforderungen an die Funktions- und Betriebsparameter moderner Kommunikationsgeräte stellen entsprechend höhere Anforderungen an die Energieparameter von Hochleistungs-Mikrowellentransistoren, ihre Zuverlässigkeit sowie an das Design der Geräte.

Zunächst ist zu bedenken, dass tragbare und tragbare Radiosender direkt aus Primärquellen gespeist werden. Zu diesem Zweck werden chemische Stromquellen (kleine Zellenbatterien oder Batterien) mit einer Spannung von üblicherweise 5 bis 15 V verwendet. Eine reduzierte Versorgungsspannung führt zu Einschränkungen in den Leistungs- und Verstärkungseigenschaften des Generatortransistors. Gleichzeitig müssen leistungsstarke Niederspannungs-Mikrowellentransistoren über den gesamten Betriebsfrequenzbereich hohe Energieparameter (wie Leistungsverstärkung KuP und Kollektorkreiseffizienz ηK) aufweisen.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Ausgangsleistung des Generatortransistors proportional zum Quadrat der Grundschwingungsspannung am Kollektor ist, kann der Effekt einer Verringerung seines Ausgangsleistungsniveaus bei einer Verringerung der Versorgungskollektorspannung konstruktiv durch eine entsprechende Erhöhung kompensiert werden die Amplitude des Nutzsignalstroms. Daher müssen beim Entwurf von Niederspannungstransistoren in Kombination mit der Lösung einer Reihe von Design- und Technologieproblemen gleichzeitig Probleme im Zusammenhang mit dem Problem der Reduzierung der Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung und der Erhöhung der kritischen Kollektorstromdichte optimal gelöst werden.

Der Betrieb von Niederspannungstransistoren in einem Modus mit höheren Stromdichten im Vergleich zu herkömmlichen Generatortransistoren (vorgesehen für den Einsatz bei Up = 28 V und höher) verschärft das Problem der Gewährleistung der Langzeitzuverlässigkeit aufgrund der Notwendigkeit, intensivere Erscheinungen zu unterdrücken Degradationsmechanismen in stromführenden Elementen und Kontaktschichten der Metallisierungstransistorstruktur. Zu diesem Zweck nutzen die entwickelten Niederspannungs-Mikrowellentransistoren ein mehrschichtiges, hochzuverlässiges Metallisierungssystem auf Goldbasis.

Die in diesem Artikel besprochenen Transistoren wurden unter Berücksichtigung ihrer Hauptverwendung in Leistungsverstärkern im Klasse-C-Modus entwickelt, wenn sie in einer gemeinsamen Emitterschaltung angeschlossen sind. Gleichzeitig ist ihr Betrieb im Modus der Klassen A, B und AB unter einer vom Nennwert abweichenden Spannung zulässig, sofern der Betriebspunkt innerhalb des sicheren Betriebsbereichs liegt und Maßnahmen getroffen werden, um ein Eindringen in das Selbst zu verhindern -Generierungsmodus.

Die Transistoren sind auch dann betriebsbereit, wenn der Wert von Up kleiner als der Nennwert ist. In diesem Fall können die Werte der elektrischen Parameter jedoch von den Passwerten abweichen. Es ist erlaubt, Transistoren mit einer Strombelastung entsprechend dem IK-Max-Wert zu betreiben, wenn die maximal zulässige mittlere Kollektorverlustleistung im Dauerbetrieb liegt dynamischer Modus RK.av max überschreitet den Grenzwert nicht.

Aufgrund der Tatsache, dass die Kristalle der Transistorstrukturen der betrachteten Geräte in Basistechnologie hergestellt werden und gemeinsame Design- und Technologiemerkmale aufweisen, weisen alle Transistoren die gleiche Durchbruchspannung auf. Gemäß den technischen Spezifikationen für Geräte ist ihr Anwendungsbereich durch den Wert der maximal zulässigen Gleichspannung zwischen Emitter und Basis UEBmax begrenzt< 3 В и максимально допустимого постоянного напряжения между коллектором и эмиттером UКЭ max < 36 В. При этом указанные значения пробивного напряжения справедливы для всего интервала рабочей температуры окружающей среды.

Die wichtigste konzeptionelle Idee, die es ermöglichte, einen weiteren Schritt auf dem Gebiet der Herstellung leistungsstarker Niederspannungstransistoren im Miniaturdesign zu machen, war die Entwicklung neuer origineller Design- und Technologielösungen bei der Entwicklung einer Reihe von unverpackten Transistoren KT8197, KT9189, KT9192. Der Kern der Idee besteht darin, ein Transistordesign zu entwickeln, das auf einem Keramikkristallhalter aus Berylliumoxid und metallisierten Bandanschlüssen basiert flexible Medien- Polyimidfolie.

Ein Bandträger mit einem speziellen fotolithografischen Muster in Form eines Leiterrahmens dient als einzelnes leitfähiges Element, auf dem gleichzeitig der Kontakt zur mehrzelligen Transistorstruktur und den externen Anschlüssen des Geräts hergestellt wird. Alle Elemente der inneren Streifenverstärkung werden mit einer Masse abgedichtet. Die Abmessungen der Basis des metallisierten Keramikhalters betragen 2,5 x 2,5 mm. Die Montagefläche des Kristallhalters und die Anschlüsse sind mit einer Goldschicht beschichtet. Der Typ und die Abmessungen des Transistors sind in Abb. dargestellt. 1, a. Zum Vergleich stellen wir fest, dass die kleinsten ausländischen Transistoren in einem Metallkeramikgehäuse (zum Beispiel CASE 249-05 Motorola) haben einen runden Keramiksockel mit einem Durchmesser von 7 mm.

Das Design der Transistoren der Serien KT8197, KT9189, KT9192 sieht ihre Installation auf einer Leiterplatte im Oberflächenmontageverfahren vor. Gemäß den Empfehlungen für den Einsatz dieser Transistoren darf das Löten der Außenanschlüsse nicht länger als 5 s bei einer Temperatur von 125...180 °C erfolgen.

Durch die Umsetzung von Reserven in elektrischen und thermophysikalischen Parametern konnte der Leistungsumfang von Consumer-Funktionen gehäuseloser Mikrowellentransistoren deutlich erweitert werden. Insbesondere für Transistoren der KT8197-Serie mit einem Nennspannungswert Upit = 7,5 V und der KT9189-, KT9192-Serie (12,5 V) wird die Grenze des sicheren Betriebsbereichs im dynamischen Modus auf Upit max = 15 V erweitert. Eine Erhöhung Die Erhöhung der Versorgungsspannung relativ zum Nennwert ermöglicht eine Erhöhung der Ausgangsleistung des tragbaren Senders und damit eine Vergrößerung der Funkreichweite. Transistoren können ohne Reduzierung der Verlustleistung im kontinuierlichen dynamischen Modus über den gesamten Betriebstemperaturbereich betrieben werden.

Im Allgemeinen wurden bei der grundlegenden Entwicklung dieser Transistoren nicht nur die Probleme der Miniaturisierung, sondern auch der Kostenreduzierung gelöst. Dadurch erwiesen sich die Transistoren als etwa fünfmal günstiger als ausländische Transistoren derselben Klasse im Metall-Keramik-Gehäuse. Die entwickelten Miniatur-Mikrowellentransistoren können sowohl im traditionellen Einsatz in Form diskreter Komponenten als auch als Teil von HF-Leistungsverstärkern mit Hybrid-Mikroschaltung die breiteste Anwendung finden. Ihr effektivster Einsatz liegt offensichtlich in tragbaren tragbaren Radiosendern.

Die Ausgangsstufen mobiler Sender werden in der Regel direkt vom Fahrzeug mit Strom versorgt Batterie. Die Transistoren für die Ausgangsstufen sind für eine Nennversorgungsspannung Upit = 12,5 V ausgelegt. Die parametrischen Transistorreihen für jeden angeschlossenen Bereich werden unter Berücksichtigung der zulässigen maximalen Ausgangsleistung für tragbare Sender Pout = 20 W konstruiert. Die Entwicklung leistungsstarker Niederspannungs-Mikrowellentransistoren (mit Pout>10 W) ist mit komplexeren Designproblemen verbunden. Darüber hinaus gibt es Probleme beim Hinzufügen dynamischer Leistung und beim Abführen von Wärme aus großen Kristallen von Mikrowellenstrukturen.

Die Kristalltopologie von Leistungstransistoren weist eine sehr entwickelte Emitterstruktur auf, die sich durch eine niedrige Impedanz auszeichnet. Um das erforderliche Frequenzband sicherzustellen, die Anpassung zu vereinfachen und die Leistungsverstärkung zu erhöhen, ist in den Transistoren eine interne LC-Anpassschaltung am Eingang eingebaut. Strukturell besteht die LC-Schaltung aus einer Mikrobaugruppe, die auf einem MIS-Kondensator und einem System von Drahtleitungen basiert, die als induktive Elemente dienen.

In Weiterentwicklung des Leistungsbereichs bereits entwickelter Transistoren der Serie 2T9175 wurden die Transistoren 2T9188A (Pout = 10 W) und KT9190A (20 W) für den Einsatz im VHF-Bereich geschaffen. Für den UHF-Bereich wurden die Transistoren KT9193A (Pout = 10 W) und KT9193B (20 W) entwickelt. Die Transistoren werden in einem Standard-KT-83-Gehäuse hergestellt (siehe Abb. 1, b).

Die Verwendung dieses Metallkeramikgehäuses ermöglichte einst die Entwicklung hochzuverlässiger Mehrzwecktransistoren für elektronische Geräte mit erhöhten Anforderungen an äußere Faktoren und der Fähigkeit, unter rauen klimatischen Bedingungen zu arbeiten. Um eine garantierte Zuverlässigkeit bei einer Gehäusetemperatur von +60°C gegenüber Transistoren mit einer Ausgangsleistung Pout = 10 W und bei Pout = 20 W - von +40 bis +125°C, der maximal zulässigen durchschnittlichen Verlustleistung zu gewährleisten im kontinuierlichen dynamischen Modus muss eine lineare Reduzierung gemäß der Formel RK.sr max=(200-Tcorp)/RT.p-c erfolgen (wobei Tcorp die Gehäusetemperatur in °C ist; RT.p-c der Wärmewiderstand des Anschlussgehäuses). Übergang, °C/W).

Derzeit wird in Russland ein föderales Funkkommunikationsnetz nach dem NMT-450i-Standard (mit einer Frequenz von 450 MHz) aufgebaut. Die entwickelten Geräteserien KT9189, 2T9175, 2T9188A, KT9190A können den Bedarf im betrachteten Marktsektor an Geräten auf Basis von Haushaltstransistorelementen nahezu vollständig decken.

Darüber hinaus wird in Russland seit 1995 ein föderales Netz zellularer mobiler Teilnehmerkommunikationssysteme nach dem GSM-Standard (900 MHz) und ein Mobilfunksystem für die regionale Kommunikation nach dem amerikanischen AMPS-Standard (800 MHz) eingesetzt. Zur Erstellung dieser zellularen Funkkommunikationssysteme im UHF können kleinformatige Transistoren der KT9192-Serie mit einer Ausgangsleistung von 0,5 und 2 W sowie der KT9193-Serie mit einer Ausgangsleistung von 10 und 20 W verwendet werden.

Die Lösung des Problems der Miniaturisierung von Geräten und damit ihrer elementaren Basis betraf nicht nur tragbare tragbare Funksender. In einer Reihe von Fällen besteht bei tragbaren Funkkommunikationsgeräten sowie Spezialgeräten die Notwendigkeit, das Gewicht und die Abmessungen von Hochleistungs-Mikrowellen-Niederspannungstransistoren zu reduzieren.

Zu diesem Zweck wurde ein modifiziertes waferfreies Gehäusedesign auf Basis von KT-83 (Abb. 1, c) entwickelt, in dem die Transistoren 2T9175A-4-2T9175V-4, 2T9188A-4, KT9190A-4, KT9193A-4, KT9193B-4 werden produziert. Ihre elektrischen Eigenschaften ähneln den entsprechenden Transistoren in Standardausführung. Diese Transistoren werden durch Niedertemperaturlöten des Kristallhalters direkt auf den Kühlkörper montiert. Die Körpertemperatur während des Lötvorgangs sollte +150°C nicht überschreiten und die gesamte Aufheiz- und Lötzeit sollte 2 Minuten nicht überschreiten.

Basic technische Eigenschaften Die betrachteten Transistoren sind in der Tabelle dargestellt. 1. Der Wirkungsgrad des Kollektorkreises aller Transistoren beträgt 55 %. Die Werte des maximal zulässigen Kollektorgleichstroms entsprechen dem gesamten Betriebstemperaturbereich.

Tabelle 1

Transistor	Betriebsfrequenzbereich, MHz	Ausgangsleistung, W	Kraftgewinn, Zeiten	Versorgungsspannung, V	Maximal zulässiges durchschnittliches Rennen. Leistung im Dauerbetrieb dynamisch Modus, W	Maximal zulässiger Kollektorgleichstrom, A	Maximal zulässige Werte der Umgebungstemperatur, °C	Maximal zulässige Gehäusetemperatur, °C	Maximal zulässige Übergangstemperatur, °C	Wärmewiderstand Übergang – Gehäuse, °C/W	Kollektorkapazität, pF	Verstärkungsgrenzfrequenz, MHz
KT8197A-2	30...175	0,5	15	7,5	2	0,5	-45...+85	-	160	-	5	400
KT8197B-2		2	10		5	1					15
KT8197V-2		5	8		8	1,6					25
KT9189A-2	200...470	0,5	12	12,5	2	0,5	-45...+85	-	160	-	4,5	1000
KT9189B-2		2	10		5	1					13	1000
KT9189V-2		5	6		8	1,6					20	900
KT9192A-2	800...900	0,5	6	12,5	2	0,5	-45...+85	-	160	-	4,5	1200
KT9192B-2	800...900	2	5	12,5	5	1,6	-45...+85	-	160	-	13	1200
2Т9175А; 2Т9175А-4	140...512	0,5	10	7,5	3,75	0,5	-60	125	200	12	10	900
2T9175B; 2T9175B-4		2	6		7,5	1				6	16	900
2Т9175В; 2Т9175В-4		5	4		15	2				3	30	780
2Т9188А; 2Т9188А-4	200...470	10	5	12,5	35	5	-60	125	200	4	50	700
KT9190A; KT9190A-4	200...470	20	-	12,5	40	8	-60	125	200	3	65	720
KT9193A; KT9193A-4	800...900	10	4	12,5	23	4	-60	125	200	5	35	1000
KT9193B; KT9193B-4	800...900	20	-	12,5	40	8	-60	125	200	3	60	1000

In Abb. 2,a ist dargestellt vollständiges Diagramm Transistoren 2T9188A, KT9190A und in Abb. 2,b - Transistoren der Serien KT8197, KT9189, KT9192, 2T9175 (l - Abstand von der Lötgrenze zur Klebenaht der Verschlusskappe bzw. Dichtbeschichtung des Kristallhalters. Dieser Abstand ist in den Anwendungsempfehlungen geregelt Mikrowellentransistoren in den technischen Spezifikationen zu ihnen und wird bei der Berechnung der reaktiven Elemente von Transistoren unbedingt berücksichtigt. Die Parameter der in den Diagrammen dargestellten reaktiven Elemente sind in der Tabelle zusammengefasst. 2. Diese Parameter sind für die Berechnung der Anpassungsschaltungen des Verstärkungspfads der zu entwickelnden Geräte erforderlich.

Die Entwicklung einer neuen Transistorelementbasis eröffnet eine breite Perspektive sowohl für die Schaffung moderner professioneller kommerzieller und Amateurfunk-Kommunikationsgeräte als auch für die Verbesserung bereits entwickelter Geräte, um deren elektrische Parameter zu verbessern, Gewicht, Abmessungen und Kosten zu reduzieren .

Tabelle 2

Parameter der reaktiven Transistorelemente	Transistor
Parameter der reaktiven Transistorelemente	2Т9175А; 2Т9175А-4	2T9175B; 2T9175B-4	2Т9175В; 2Т9175В-4	2Т9188А; 2Т9188А-4	KT9190A; KT9190A-4	KT9193A; KT9193A-4	KT9193B; KT9193B-4	KT8197A-2; KT9189A-2; KT9192A-2	KT8197B-2; KT9189B-2; KT9192B-2	KT8197V-2; KT9189V-2
L B1, nH	3	2,3	1,8	0,66	0,73	1	0,84	0,19	0,1	0,2
L B2, nH	-	-	-	0,17	0,38	0,58	0,37	-	-	-
L E1, nH	0,5	0,35	0,28	0,16	0,15	0,26	0,19	0,22	0,12	0,12
L E2, nH	-	-	-	0,2	0,22	0,31	0,26	-	-	-
L K1, nH	1,25	1,1	1	0,61	0,57	0,71	0,61	0,59	0,59	0,59
C1, pF	-	-	-	370	600	75	150	-	-	-

Literatur

Assesorov V., Kozhevnikov V., Kosoy A. Wissenschaftliche Suche nach russischen Ingenieuren. Entwicklungstrend von Hochleistungs-Mikrowellentransistoren. – Radio, 1994, Nr. 6, S. 2, 3.
Assessorov V., Kozhevnikov V., Kosoy A. Neue Mikrowellentransistoren. – Radio, 1996, Nr. 5, S. 57, 58.
Assesorov V., Assesorov A., Kozhevnikov V., Matveev S. Lineare Mikrowellentransistoren für Leistungsverstärker. – Radio, 1998, Nr. 3, S. 49-51.
Winkelmodulierte Radiosender des Landmobilfunkdienstes. GOST 12252-86 (ST SEV 4280-83).

Lesen und Schreiben nützlich