Р.Г. Тарасов – ген. директор АО «НПП «Завод «Искра»,

зав. базовой кафедрой «Радиотехнические системы и технологии», 

Ульяновский государственный технический университет

E-mail: rgtarasov@yandex.ru,

В.А. Сергеев – д.т.н., профессор,  директор УФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН,  зав. базовой кафедрой «Радиотехника, опто- и наноэлектроника»,  Ульяновский государственный технический университет

E-mail: sva@ulstu.ru

А.А. Куликов – к.т.н., вед. инженер, 

УФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (г. Ульяновск)

E-mail: kulikovaa36@yandex.ru

Постановка проблемы. Известно, что выходная мощность и коэффициент полезного действия (КПД) современных GaAs  монолитных интегральных схем (МИС) в значительной степени зависят от напряжения питания, температуры и условий согласования с нагрузкой.

Цель. Исследовать зависимости выходной мощности GaAs МИС СВЧ-усилителей и субмодулей ВУМ, содержащих две МИС СВЧ-усилителей, от температуры и напряжения питания и определить возможность диагностического контроля качества ВУМ по указанным зависимостям.

Результаты. При исследовании зависимости выходной мощности GaAs МИС СВЧ-усилителей Х-диапазона типов 1201 и ХР1006-BD от длительности и скважности радиоимпульсов у всех образцов исследованных МИС наблюдалось небольшое (~0,2 дБм) снижение выходной мощности с ростом длительности радиоимпульсов от 50 до 2000 мкс при заданной скважности Q. При этом уровень выходной мощности МИС при малой скважности импульсов Q = 5 заметно меньше, чем при скважности 50 и 100, что объясняется саморазогревом МИС рассеиваемой мощностью. Измерения выходной мощности субмодулей ВУМ с двумя МИС типа ХР1006-BD, выполненные в номинальном режиме в диапазоне температур 20…110°С, показали, что у всех исследованных образцов ВУМ выходная мощность заметно (на 1,5…2,0 Вт) снижается с ростом температуры. При этом, чем больше начальный уровень выходной мощности ВУМ при комнатной температуре, тем меньше крутизна температурной зависимости. С уменьшением напряжения питания от 8,5 до 6 В выходная мощность исследованных ВУМ практически линейно снижается со средней выборочной крутизной 2,0 Вт/В и СКО 0,15 Вт/В. Крутизна этой зависимости возрастает с ростом температуры и при температуре 45°С для измеренных образцов повышалась до 2,4 Вт/В.

Практическая значимость. Показана возможность диагностического контроля качества ВУМ по указанным зависимостям, в частности, для отбраковки потенциально ненадежных субмодулей ВУМ можно использовать значение крутизны зависимости выходной мощности от напряжения питания или критического напряжения питания при повышенной температуре.

1. Викулов И. Монолитные интегральные схемы СВЧ // Электроника: Наука. Технология. Бизнес. 2012. № 7. С. 60−73.
2. Красников Г.Я., Волосов А.В., Котляров Е.Ю. и др. Приемо-передающий субмодуль Х-диапазона частот // Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника. 2016. № 3. С. 23−29.
3. Сергеев В.А., Тарасов Р.Г., Куликов А.А. Выборочные распределения субмодулей выходных усилителей мощности АФАР Х-диапазона по энергетическим параметрам // Известия ВУЗов. Электроника. 2018. Т. 23. № 1. С. 93−98.
4. 8.5−11.0 GHz GaAs MMIC Power Amplifier (MIMIX Broadband) // http://htmldatasheet.ru/mimix/xp1006.htm.
5. Тарасов Р.Г., Сергеев В.А. Измерительный комплекс для контроля характеристик субмодулей выходных усилителей мощности приемо-передающих модулей АФАР Х-диапазона // Радиотехника. 2018. № 6. С. 98−102.
6. Сергеев В.А., Тарасов Р.Г., Куликов А.А. Диагностика качества выходных усилителей мощности приемопередающих модулей АФАР по температурным полям // Автоматизация процессов управления. 2019. № 1. С. 112−117.
7. Пат. № 2684681 МПК РФ. Способ разделения интегральных схем класса «система на кристалле» по надежности / Горлов М.И., Сергеев В.А., Тарасов Р.Г. и др.; заявитель Ульяновский государственный технический университет. Заявка № 2017139636, заявл. 14.11.2017. Опубл. 11.04.2019. Бюл. № 11.