Двухзатворный полевой СВЧ транзистор

Оригинальной разновидностью ПТШ является полевой транзистор с двумя затворами Шоттки, каждый из которых служит для управления током, протекающим по каналу. Схематический разрез структурыдвухзатворногополевого транзистора приведен на рис. 9.4 , а , вариант его топологической схемы показан на рис. 9.4 , б . Между истоком (И) и стоком (С) размещены последовательно два затвора. Размеры элементов структуры даны в микрометрах.

Основное использование прибора – усилитель с регулируемым усилением. В этом случае на первый затвор (З₁) подается усиливаемый сигнал, а изменением смещения на втором затворе (З₂) задается коэффициент усиления, возможна его регулировка в пределах от +20 до –40 дБ. Прибор может работать в системах автоматической регулировки усиления, например, для стабилизации выходной мощности.

Важным достоинством такого усилителя является повышенная устойчивость, которая достигается в результате резкого снижения проходной емкости (паразитной емкости между входом и выходом, через которую может проходить сигнал неконтролируемой обратной связи) благодаря наличию между выводами З₁ и С электрода З₂, заземленного по высокой частоте.

Рис. 9.4. Схематический разрез (а) и топологическая схема (б) двухзатворногополевого СВЧ транзистора

Благодаря наличию двух управляющих электродов возможны еще несколько вариантов применения прибора:

– Модулятор с усилением. Входной сигнал подается на З₁, а модулирующий сигнал – на З₂.

– Переключатель с усилением. Управляющий импульсный сигнал подается на З₂, в режиме пропускания достигается значительное усиление, в режиме запирания осуществляется подавление сигнала до 40 дБ.

– Смеситель с усилением или самогенерирующий смеситель. В последнем случае на транзисторе строится гетеродин с использованием электрода З₁, преобразуемый входной сигнал подается на З₂.

– Умножитель частоты с усилением. Преобразуемый сигнал подается на З₁, постоянное смещение на З₂ оптимизируется для наибольшего выхода требуемой гармоники.

Таким образом, полевой транзистор с затвором Шоттки имеет широкий диапазон применений. По основным параметрам (максимальная выходная мощность, коэффициент усиления, минимальный уровень шума) он превосходит биполярный транзистор на частотах свыше 4 ГГц. Помимо этого, ПТШ на основе GaAs является базовым активным прибором для монолитных ИС диапазона СВЧ.