Книга: Сечи Ф., Буджатти М. «Мощные твердотелые СВЧ-усилители»

В книге рассмотрены все традиционные вопросы, связанные с разработкой усилителей мощности, начиная от получения моделей приборов на большом сигнале и заканчивая обсуждением сумматоров мощности и методов проектирования.
Большое внимание в издании уделено рассмотрению физических основ приборов, фазовых шумов, схем смещения и тепловому проектированию. Также в книге особое внимание уделяется рассмотрению фундаментальных принципов. Издание затрагивает необычайно большое количество областей, связанных с физикой полупроводников и активных устройств.
Книга представляет интерес для специалистов, которые занимаются разработкой усилителей мощности для базовых станций сотовой связи. В особенности это относится к рассмотрению моделей на больших сигналах, проблем, связанных с фазовыми шумами, методов проектирования усилителей мощности, специальных конструкций усилителей мощности и теплового проектирования. Также данная книга может послужить в качестве справочного пособия при углубленном изучении СВЧ-устройств.

Содержание:

Предисловие редактора перевода...... 9 Введение...... 11 Глава 1. Введение...... 13 1. 1. Предмет данной книги...... 13 1. 1. 1. Перспективы развития...... 16 Литература...... 17 Глава 2. Усилителивысокой мощности...... 18 2. 1. Области применения и технические характеристики...... 18 2. 2. Активные приборы...... 26 Литература...... 32 Глава 3. Физика активных приборов...... 34 3. 1. Введение...... 34 3. 2. Основные концепции физики полупроводников...... 34 3. 3. Перенос заряда в полупроводниках...... 46 3. 4. Барьеры и p-n-переходы...... 48 3. 5. Полевые транзисторы и полевые транзисторы с барьером Шоттки...... 61 3. 6. Транзисторы на гетеропереходах...... 72 Литература...... 84 Глава 4. Описание и моделирование усилителей мощности...... 88 4. 1. Введение...... 88 4. 2. Описание активных элементов и малосигнальных моделей...... 89 4. 2. 1. Модели малых сигналов ПТШ — полевого транзистора с барьером Шоттки — и ТВПЭ-транзистора с высокой подвижностью электронов...... 90 4. 2. 2. Малосигнальные модели гетеробиполярного транзистора...... 92 4. 3. Использование модели больших сигналов...... 93 4. 3. 1. Метод оптимизации нагрузки (load-pull)...... 93 4. 3. 2. Параметры в режиме больших сигналов: A/A и A/Ф...... 101 4. 3. 3. Зависимость S-параметров от смещения...... 104 4. 4. Модели больших сигналов...... 105 4. 4. 1. Модель ПТШ — полевого транзистора с барьером Шоттки и ТВПЭ-транзистора с высокой подвижностью электронов...... 105 4. 4. 2. Модель больших сигналов гетеробиполярного транзистора...... 108 Литература...... 111 Глава 5. Фазовый шум...... 115 5. 1. Введение...... 115 5. 2. Шум в полупроводниковых устройствах...... 116 5. 3. Шум в активных приборах...... 121 5. 4. Фазовый шум...... 130 5. 5. Фазовый шум в усилителях мощности...... 131 Литература...... 140 Глава 6. Технологии изготовления СВЧ-усилителей мощности...... 144 6. 1. Введение...... 144 6. 2. Волноводы...... 145 6. 3. СВЧ-интегральные схемы...... 146 6. 3. 1. СВЧ-печатные схемы...... 147 6. 3. 2. Гибридные схемы...... 148 6. 3. 3. Миниатюрные гибридные и гибридно-монолитные схемы...... 154 6. 3. 4. Монолитные схемы...... 158 Литература...... 164 Глава 7. Сумматоры и делители мощности...... 166 7. 1. Введение...... 166 7. 2. Балансные каскады и квадратурные ответвители...... 168 7. 2. 1. Встречно-штыревые ответвители СВЧ...... 169 7. 2. 2. Шлейфовые ответвители...... 175 7. 2. 3. Ответвители Уилкинсона, синфазные и квадратурные...... 179 7. 2. 4. Сравнение трех различных типов микрополосковых квадратурных ответвителей...... 183 7. 3. Направленные ответвители с противофазным выходом...... 184 7. 4. Четвертьволновые трансформаторы на сосредоточенных элементах...... 186 7. 5. Радиальные сумматоры...... 187 7. 5. 1. Микрополосковые линии...... 188 7. 5. 2. Радиальные волноводы...... 190 7. 5. 3. Конические волноводы...... 198 7. 6. Решетки сумматоров...... 200 Литература...... 202 Глава 8. Общие принципы проектирования усилителей мощности...... 206 8. 1. Введение...... 206 8. 2. Метод оптимизации нагрузки (load-pull)...... 207 8. 3. Широкополосные схемы согласования...... 208 8. 4. Боде и Фано — теоретические ограничения для согласования...... 214 8. 5. Полоса или мощность?...... 218 8. 6. Метод нагрузочной линии...... 224 8. 7. Моделирование схемы больших сигналов: гармонический баланс...... 234 8. 8. Потенциальные источники нестабильности...... 237 8. 8. 1. Колебания низкого уровня: А-фактор Роллета...... 237 8. 8. 2. Внутренние колебания...... 239 8. 8. 3. Параметрические колебания...... 241 8. 8. 4. Колебания в схеме смещения...... 245 Литература...... 245 Глава 9. Коэффициент полезного действия усилителей мощности...... 247 9. 1. Введение...... 247 9. 2. Усилители класса А: зависимость выходной мощности и КПД от линии нагрузки...... 248 9. 3. Класс АВ: зависимость максимального напряжения от угла проводимости и линии нагрузки...... 251 9. 4. Усилители, работающие в режиме перегрузки...... 263 9. 4. 1. Класс В: оптимальный КПД и класс F...... 264 9. 4. 2. Класс В: режим оптимальной мощности...... 271 9. 4. 3. Класс A: оптимальная нагрузка...... 275 9. 4. 4. Класс A: оптимальная мощность и КПД...... 279 9. 5. Усилители класса E...... 282 9. 6. Анализ реальных активных элементов и схем...... 289 Литература...... 291 Глава 10. Линейные усилители мощности...... 293 10. 1. Введение...... 293 10. 2. Линейность...... 294 10. 2. 1. Амплитудные искажения: интермодуляционные искажения для двухтоновых сигналов...... 294 10. 2. 2. Реальные зависимости для интермодуляционных искажений...... 300 10. 2. 3. Фазовые искажения: интермодуляционные искажения для двухтонового сигнала...... 305 10. 2. 4. Совместное влияние амплитудных и фазовых искажений...... 309 10. 2. 5. Асимметрия спектра и эффекты, связанные с памятью...... 309 10. 3. Методы проектирования: интермодуляция и контуры постоянной выходной мощности...... 313 10. 4. Экспериментальная установка...... 318 10. 5. Простая квадратурная модель...... 320 10. 6. Поведенческие модели...... 323 10. 6. 1. Разложение по степеням и ряд Тейлора...... 324 10. 6. 2. Ряды Вольтерра...... 325 10. 6. 3. Прочие модели...... 327 10. 7. Методы линеаризации...... 327 10. 7. 1. Метод предварительных искажений...... 328 10. 7. 2. Метод упреждающей связи...... 337 10. 7. 3. Обратная связь по огибающей...... 339 10. 8. Перекрестные помехи между соседними каналами...... 340 Литература...... 343 Глава 11. Специальные типы усилителей мощности...... 346 11. 1. Усилитель Догерти...... 346 11. 2. Усилитель Ширэя...... 351 11. 3. Усилитель Кана с удалением и восстановлением огибающей...... 357 Литература...... 360 Глава 12. Схемы смещения...... 363 12. 1. Введение...... 363 12. 2. Пассивные схемы...... 363 12. 3. Широкополосные повторители напряжения...... 367 12. 4. Питание схемы смещения...... 370 12. 4. 1. Стабилизация коэффициента усиления при изменении температуры...... 371 12. 5. Распределенные импульсные модуляторы...... 374 Литература...... 378 Глава 13. Тепловое проектирование...... 379 13. 1. Введение...... 379 13. 2. Зависимость срока службы от температуры...... 379 13. 3. Измерение температуры перехода...... 381 13. 3. 1. Инфракрасная микроскопия...... 381 13. 3. 2. Методы с использованием жидких кристаллов...... 385 13. 3. 3. Методы на основе измерения электрических параметров...... 388 13. 4. Рабочий режим...... 390 13. 4. 1. Непрерывный режим...... 390 13. 4. 2. Импульсный режим...... 394 13. 5. Радиаторы...... 397 Литература...... 399 Информация об авторах...... 401 Предметный указатель...... 402

Издательство: "Техносфера" (2016)

ISBN: 9785948364155