功率器件
有Ge、Si、Ⅲ-V化合物半导体等材料制成的工作在微波波段的二极管、晶体管称为微波器件。
微波器件按其工作原理和所用材料、工艺不同,又可分为微波电真空器件、微波半导体器件、微波集成电路(固态器件)和微波功率模块。微波电真空器件包括速调管、行波管、磁控管、返波管、回旋管、虚阴极振荡器等,利用电子在真空中运动及与外围电路相互作用产生振荡、放大、混频等各种功能。微波半导体器件包括微波晶体管和微波二极管,具有体积小、重量轻、可*性好、耗电省等优点,但在高频、大功率情况下,不能完全取代电真空器件。微波集成电路是将具有微波功能的电路用半导体工艺制作在砷化镓或其他半导体材料芯片上,形成功能块,在固态相控阵雷达、电子对抗设备、导弹电子设备、微波通信系统和超高速计算机中,有着广阔的应用前景。
微波功率器件材料是什么
微波功率器件材料主要有硅、铝、铁氧体、氧化锆、氧化铝、氧化锡、氧化钛、氧化钽、氧化铌、氧化钨等。这些材料具有良好的热稳定性、耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性、耐低温性、耐电磁干扰性等特点,可以满足微波功率器件的要求。
微波半导体器件在微波系统中能发挥各方面性能,归纳起来,即在微波功率产生及放大,控制、接收三个方面。而微波功率器件要求有尽可能大的输出功率和输出效率及功率增益。 进入20世纪90年代后,由于MOCVD(金属有机化学气相淀积)和MBE(分子束外延)技术的发展,以及化合物材料和异质结工艺的日趋成熟,三端微波器件取得令人瞩目的成就,使得MESFET(肖特基势垒场效应晶体管)、HBT(异质结双极型晶体管)以及HEMT(高电子迁移率晶体管)结构的各种器件性能逐年提高,与此同时,在此基础上构成的MMIC(单片集成电路)已实用化,并进人商品化阶段,使用频率基本覆盖整个微波波段,不仅能获得大功率、高效率而且噪声系数小。
微波器件已广泛应用于微波通讯系统、遥测系统、雷达、导航、生物医学、电子对抗、人造卫星、宇宙飞船等各个领域。随着微波半导体器件工作频率的进一步提高,功率容量的增大,噪声的降低以及效率和可靠性的提高,特别是集成化的实现,将使微波电子系统发生新的变化。
微波功率器件材料的特点主要有:
1)良好的热稳定性;
2)耐腐蚀性;
3)耐磨性;
4)耐高温性;
5)耐低温性;
6)耐电磁干扰性。
这些材料具有良好的热稳定性、耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性、耐低温性、耐电磁干扰性等特点,可以满足微波功率器件的要求。
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