Влияние параметров режима работы на энергетические характеристики субмодулей выходных усилителей мощности Х-диапазона
- 1 ген. директор АО «НПП «Завод «Искра», зав. базовой кафедрой «Радиотехнические системы и технологии», Ульяновский государственный технический университет
- 2 д.т.н., профессор, директор УФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, зав. базовой кафедрой «Радиотехника, опто- и наноэлектроника», Ульяновский государственный технический университет
- 3 к.т.н., вед. инженер, УФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (г. Ульяновск)
Аннотация
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.
Для цитирования
Тарасов Р.Г., Сергеев В.А., Куликов А.А. Влияние параметров режима работы на энергетические характеристики субмодулей выходных усилителей мощности Х-диапазона // Радиотехника. 2019. № 9. С. 69–73. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-201909(14)-09
Список источников
- Викулов И. Монолитные интегральные схемы СВЧ // Электроника: Наука. Технология. Бизнес. 2012. № 7. С. 60−73.
- 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.
- 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.
- 8.5−11.0 GHz GaAs MMIC Power Amplifier (MIMIX Broadband) // http://htmldatasheet.ru/mimix/xp1006.htm.
- 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.
- 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.
- 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.