Твердотельные СВЧ- усилители

В отличие от вакуумных СВЧ приборов, не имеющих, с точки зрения механизма работы, аналогов в низкочастотном диапазоне, в основе работы полупроводниковых СВЧ-транзисторов лежат те же физические процессы, которые определяют работу транзисторов на низких частотах. Однако, они отличаются от обычных транзисторов специальной конструкцией корпуса и внутренних компонент (эмиттера, базы и коллектора, а также используемыми полупроводниками на основе арсенида галлия GaAs и InGaAs и нитрида галлия GaN и AlGaN)

Развитие технологии СВЧ приборов на широкозонных полупроводниковых материалах в последние три года привело к существенным практическим результатам и освоению мощных СВЧ транзисторов и монолитных интегральных схем (МИС) на нитриде галлия (GaN) в промышленном производстве. Приборное направление GaN-транзисторов и МИС достаточно молодо. Первые демонстрации эффективных транзисторных гетероструктур AlGaN/GaN, выявляющие их основные преимущества и перспективы, относятся к 1991-1994 г.г. В конце 90-х годов появляются первые образцы GaN МИС усилителей, одновременно формируются и начинают выполняться военные и государственные программы развития данного направления

 

 

Рис. 11. Внешний вид СВЧ – транзисторного модуля

 

Французская компания OMMIC успешно завершила испытания нового СВЧ усилителя высокой мощности (исполнение – кристалл) на основе нитрида галлия (GaN). Данный кристалл пришел на замену предыдущей версии усилителя, производившегося на основе арсенида галлия (GaAs), выпуск которого далее будет прекращён. Новый мощный СВЧ усилитель предназначен для работы в Ка диапазоне (28 – 31,5 ГГц) и имеет выходную мощность 39 дБм (7,94 Вт) на частоте 30 ГГц, что делает его одним из лучших в своём классе, а упрощённая система лицензирования делает данный усилитель максимально привлекательным для потребления на российском рынке.

 

 

Рис. 12. Твердотельный СВЧ – усилитель на основе нитрида галлия

Интегральный операционный усилитель (ОУ)

Области использования ОУ.

Операционный усилитель (ОУ) англ. Operational Amplifier (OpAmp), в народе – операционник, является усилителем постоянного тока (УПТ) с очень большим коэффициентом усиления и, как правило с очень большой полосой пропускания.

Не смотря на достаточно сложную внутреннее устройство, ОУ в интегральном исполнении (ИОУ, далее ОУ) является, по сути элементом электронных цепей, т.к. он в своё время стал основным средством построения сложных аналоговых устройств. преобразования сигналов (АЦП и ЦАП) устройств связи с объектами управляющих ЭВМ и контроллеров. Словосочетание «усилитель постоянного тока» не означает, что операционный усилитель может усиливать только постоянный ток. Имеется ввиду, что его полоса пропускания начинается с частоты ноль Гц, а это и есть постоянный ток.

Термин «операционный» укрепился давно, так как первые ламповые образцы ОУ использовались для построения т. н. аналоговых ЭВМ (АВМ), использовавшихся для моделирования сложных динамических систем и даже для расчёта траекторий запуска космических и баллистических ракет, в которых на его основе выполнялись различные математические операции (отсюда эпитет операционный) типа интегрирования, дифференцирования, суммирования и т. д. Позже, в 70 –е годы прошлого века ОУ стал основой для построения сложных аналоговых устройств для систем автоматического управления самыми различными объектами и прослужили вплоть до 90-х годов, после чего были вытеснены микро-ЭВМ и микроконтроллерами.

Но и в настоящее время ИОУ широко используются там, где нужно работать с аналоговыми сигналами, в схемах сопряжения микроконтроллеров и микро-ЭВМ с объектами управления, т.н. УСО. На их основе строятся аналогово – цифровые преобразователи (АЦП) и цифро – аналоговые преобразователи (ЦАП), измерительные усилители и нормализаторы напряжений, формирующие сигналы нужной амплитуды.