SCI Библиотека

Рассматриваются базовые схемотехнические решения операционных усилителей (ОУ), ориентированные на изготовление на одном GaAs кристалле полевых транзисторов (field effect transistor, FET) со встроенным каналом n-типа и p-n-p транзисторов. Предлагается перспективная архитектура трехкаскадного ОУ на основе pHEMT (pseudo morphic high electron mobility transistor) и p-n-p HBT (hetero junction bipolar transistor), в которой реализуются малые значения систематической составляющей напряжения смещения нуля, обусловленной влиянием токов базы p-n-p транзисторов и его температурными и радиационными изменениями. Исследуется три варианта построения входных каскадов, в которых предусмотрено увеличение на 1-2 порядка крутизны усиления при работе pHEMT в микроамперных диапазонах токов (10-100 мкА).

Базовым структурным элементом объемно-модульных СВЧ-устройств является многослойный полосково-щелевой переход, который обеспечивает электромагнитную связь между его слоями в широком диапазоне частот. Известна математическая модель многослойного полосково-щелевого перехода, основанная на применении схемотехнических аналогий элементов его конструкции. Однако в работах, связанных с исследованием его эквивалентной схемы, отражены только амплитудно-частотные зависимости без анализа других электродинамических параметров, таких как фазочастотные характеристики и зависимости входного сопротивления от частоты. Целью настоящей работы является оценка электродинамических параметров многослойного полосково-щелевого перехода на основе его эквивалентной схемы, аппроксимируемой фильтром Чебышева I рода, а также проведение сравнительного анализа результатов схемотехнического и электродинамического его моделирований. При этом сопоставлению результатов моделирований подлежали: 1) амплитудно-фазовые характеристики функций коэффициента отражения и коэффициента передачи; 2) изменение входного сопротивления в диапазоне частот. В результате проведенного исследования установлено, что эквивалентная схема многослойного полосково-щелевого перехода может быть аппроксимирована фильтром Чебышева I рода и по заданным возвратным/вносимым потерям в полосе пропускания и их граничным частотам позволяет определять необходимые волновые сопротивления полосковых и щелевого резонаторов, корректно отражая при этом все его электродинамические характеристики.

В работе рассматриваются приложения метода согласования мод для задачи синтеза волноводного фильтра. Методика модифицирована для анализа специфичной формы волноводного фильтра с толстыми симметричными апертурами. Приводится эквивалентная схема этой структуры, численно устанавливается связь между параметрами этой схемы и геометрией фильтра с применением метода согласования мод. В качестве примера методика применена для синтеза полосового фильтра Ка-диапазона. Проведено сравнение результатов моделирования с помощью предлагаемой методики и метода конечных элементов. Методика проверена экспериментально на существующем волноводном фильтре. Предлагается методика изготовления волноводных фильтров без необходимости применения дополнительных подстроечных элементов.