|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Potentes transistores de microondas de bajo voltaje para comunicaciones móviles. Dato de referencia
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Referencias La revista Radio informa constantemente a sus lectores sobre los nuevos desarrollos del Instituto de Investigación de Tecnología Electrónica de Voronezh en el campo de la creación de transistores de microondas de alta potencia para diversas aplicaciones [1-3]. En este artículo presentamos a especialistas y radioaficionados las últimas novedades del grupo de transistores de microondas KT8197, KT9189, KT9192, 2T9188A, KT9109A, KT9193 para comunicaciones móviles con una potencia de salida de 0,5 a 20 W en los rangos MV y UHF. Los requisitos más estrictos para los parámetros funcionales y operativos de los equipos de comunicaciones modernos imponen, en consecuencia, mayores exigencias a los parámetros energéticos de los transistores de microondas de alta potencia, a su confiabilidad, así como al diseño de los dispositivos. En primer lugar, es necesario tener en cuenta que las estaciones de radio portátiles y portátiles se alimentan directamente de fuentes primarias. Para ello, se utilizan fuentes de corriente química (baterías de celdas o baterías de pequeño tamaño) con un voltaje, generalmente de 5 a 15 V. Un voltaje de suministro reducido impone restricciones en las propiedades de potencia y amplificación del transistor generador. Al mismo tiempo, los potentes transistores de microondas de bajo voltaje deben tener parámetros de energía altos (como la ganancia de potencia KuP y la eficiencia del circuito colector ηK) en todo el rango de frecuencia de funcionamiento. Teniendo en cuenta el hecho de que la potencia de salida del transistor generador es proporcional al cuadrado de la tensión armónica fundamental en el colector, el efecto de reducir su nivel de potencia de salida con una disminución en la tensión del colector de suministro se puede compensar constructivamente mediante un aumento correspondiente en la amplitud de la corriente de señal útil. Por lo tanto, al diseñar transistores de bajo voltaje en combinación con la solución de un conjunto de problemas tecnológicos y de diseño, se deben resolver de manera óptima los problemas relacionados simultáneamente con el problema de reducir el voltaje de saturación colector-emisor y aumentar la densidad de corriente crítica del colector. El funcionamiento de los transistores de bajo voltaje en un modo con densidades de corriente más altas en comparación con los transistores generadores convencionales (destinados a usarse a Up = 28 V y más) agrava el problema de garantizar la confiabilidad a largo plazo debido a la necesidad de suprimir manifestaciones más intensas de Mecanismos de degradación en elementos portadores de corriente y capas de contacto de la estructura del transistor de metalización. Para ello, los transistores de microondas de bajo voltaje desarrollados utilizan un sistema de metalización multicapa a base de oro, altamente fiable. Los transistores discutidos en este artículo están diseñados teniendo en cuenta su uso principal en amplificadores de potencia en modo clase C cuando se conectan en un circuito emisor común. Al mismo tiempo, se permite su operación en el modo de clases A, B y AB bajo un voltaje diferente al valor nominal, siempre que el punto de operación esté dentro del área de operación segura y se tomen medidas para evitar la entrada al auto. -modo de generación. Los transistores están operativos incluso si el valor de Up es inferior al valor nominal. Pero en este caso, los valores de los parámetros eléctricos pueden diferir de los valores del pasaporte. Se permite operar transistores con una carga de corriente correspondiente al valor de IК max, si la disipación de potencia promedio máxima permitida del colector en modo dinámico continuo РК.ср max no excede el valor límite. Debido al hecho de que los cristales de las estructuras de los transistores de los dispositivos considerados se fabrican utilizando tecnología básica y tienen características tecnológicas y de diseño comunes, todos los transistores tienen el mismo nivel de voltaje de ruptura. De acuerdo con las especificaciones técnicas de los dispositivos, su ámbito de aplicación está limitado por la tensión continua máxima permitida entre el emisor y la base UEBmax < 3 V y la tensión continua máxima permitida entre el colector y el emisor UKE max < 36 V. Además, Los valores de tensión de ruptura indicados son válidos para todo el entorno del rango de temperatura de funcionamiento. La principal idea conceptual que permitió dar un paso más en el campo de la creación de potentes transistores de bajo voltaje en diseño en miniatura fue el desarrollo de nuevas soluciones tecnológicas y de diseño originales al crear una serie de transistores no empaquetados KT8197, KT9189, KT9192. La esencia de la idea es crear un diseño de transistor basado en un soporte de cristal cerámico hecho de óxido de berilio y conductores de cinta metalizada sobre un soporte flexible: una película de poliimida. Un soporte de cinta con un patrón fotolitográfico especial en forma de marco de cables sirve como un único elemento conductor en el que se forma simultáneamente el contacto con la estructura del transistor de múltiples celdas y los terminales externos del dispositivo. Todos los elementos del refuerzo interno de la tira están sellados con un compuesto. Las dimensiones de la base del soporte cerámico metalizado son 2,5x2,5 mm. La superficie de montaje del soporte de cristal y los terminales están recubiertos con una capa de oro. El tipo y dimensiones del transistor se muestran en la Fig. 1, a. A modo de comparación, observamos que los transistores extraños más pequeños en un paquete de metal y cerámica (por ejemplo, CASE 249-05 de Motorola) tienen una base cerámica redonda con un diámetro de 7 mm.
El diseño de los transistores de las series KT8197, KT9189, KT9192 prevé su instalación en una placa de circuito impreso mediante el método de montaje en superficie. De acuerdo con las recomendaciones para el uso de estos transistores, la soldadura de los terminales externos debe realizarse a una temperatura de 125...180 ° C durante no más de 5 s. Gracias a la implementación de reservas en parámetros eléctricos y termofísicos, fue posible ampliar significativamente la gama de funciones de consumo de los transistores de microondas sin paquete. En particular, para los transistores de la serie KT8197 con un valor de voltaje nominal Upit = 7,5 V y las series KT9189, KT9192 (12,5 V), el límite del área de operación segura en modo dinámico se expande a Upit max = 15 V. Un aumento en el voltaje de suministro en relación con el valor nominal permite aumentar el nivel de potencia de salida del transmisor portátil y en consecuencia aumentar el alcance de la radio. Los transistores son capaces de funcionar sin reducir la disipación de potencia en modo dinámico continuo en todo el rango de temperatura de funcionamiento. En general, al desarrollar estos transistores de manera fundamental, se resolvieron los problemas no solo de la miniaturización, sino también de la reducción de costos. Como resultado, los transistores resultaron ser aproximadamente cinco veces más baratos que los extranjeros de la misma clase en una carcasa de metal y cerámica. Los transistores de microondas en miniatura desarrollados pueden encontrar la aplicación más amplia tanto en el uso tradicional como componentes discretos como como parte de amplificadores de potencia de RF de microcircuitos híbridos. Evidentemente, su uso más eficaz es en estaciones de radio portátiles. Las etapas finales de los transmisores móviles normalmente se alimentan directamente de la batería del vehículo. Los transistores para las etapas de salida están diseñados para una tensión de alimentación nominal Upit = 12,5 V. La serie paramétrica de transistores para cada rango conectado se construye teniendo en cuenta el nivel de potencia de salida máximo permitido para transmisores portátiles Pout = 20 W [4]. El desarrollo de potentes transistores de microondas de bajo voltaje (con Pout>10 W) está asociado con problemas de diseño más complejos. Además, existen problemas a la hora de añadir potencia dinámica y eliminar calor de grandes cristales de estructuras de microondas. La topología cristalina de los transistores de potencia tiene una estructura de emisor muy desarrollada, caracterizada por una baja impedancia. Para garantizar la banda de frecuencia requerida, simplificar la adaptación y aumentar la ganancia de potencia, los transistores incorporan un circuito de adaptación interno LC en la entrada. Estructuralmente, el circuito LC se realiza en forma de un microconjunto basado en un condensador MIS y un sistema de conductores que actúan como elementos inductivos. En el desarrollo del rango de potencia de los transistores previamente desarrollados de la serie 2T9175 para uso en el rango VHF [2], se crearon los transistores 2T9188A (Pout = 10 W) y KT9190A (20 W). Para la gama UHF se han desarrollado los transistores KT9193A (Pout = 10 W) y KT9193B (20 W). Los transistores se fabrican en un paquete estándar KT-83 (ver Fig. 1, b). El uso de esta carcasa de metal-cerámica hizo posible al mismo tiempo crear transistores de doble propósito altamente confiables para dispositivos electrónicos con mayores requisitos de factores externos y con la capacidad de operar en condiciones climáticas adversas. Para garantizar la fiabilidad a una temperatura de la carcasa de +60°C en relación con transistores con una potencia de salida Pout = 10 W, y con Pout = 20 W - de +40 a +125°C, la disipación de potencia promedio máxima permitida en modo dinámico continuo debe ser una reducción lineal de acuerdo con la fórmula RK.sr max=(200-Tcorp)/RT.p-c (donde Tcorp es la temperatura de la carcasa, °C; RT.p-c es la resistencia térmica de la caja de conexiones unión, °C/W). Actualmente, en Rusia se está creando una red federal de radiocomunicaciones según el estándar NMT-450i (a una frecuencia de 450 MHz). La serie desarrollada de dispositivos KT9189, 2T9175, 2T9188A, KT9190A puede cubrir casi por completo la necesidad en el sector considerado del mercado de equipos basados en elementos de transistores domésticos. Además, desde 1995, se ha desplegado en Rusia una red federal de sistemas de comunicación celular para suscriptores móviles dentro del estándar GSM (900 MHz) y un sistema celular para comunicaciones regionales según el estándar estadounidense AMPS (800 MHz). Para crear estos sistemas de comunicación por radio celular en UHF, se pueden utilizar transistores de pequeño tamaño de la serie KT9192 con una potencia de salida de 0,5 y 2 W, así como de la serie KT9193 con una potencia de salida de 10 y 20 W. La solución al problema de la miniaturización de los equipos y, en consecuencia, de su base elemental, afectó no sólo a los transmisores de radio portátiles portátiles. En varios casos, para equipos de radiocomunicación portátiles, así como para equipos para fines especiales, existe la necesidad de reducir el peso y las dimensiones de los transistores de microondas de bajo voltaje de alta potencia. Para estos fines, se ha desarrollado un diseño de carcasa modificado sin oblea basado en KT-83 (Fig.1, c), en el que los transistores 2T9175A-4-2T9175V-4, 2T9188A-4, KT9190A-4, KT9193A-4, Se producen KT9193B-4. Sus características eléctricas son similares a las de los transistores correspondientes en un diseño estándar. Estos transistores se montan mediante soldadura a baja temperatura del soporte de cristal directamente al disipador de calor. La temperatura corporal durante el proceso de soldadura no debe exceder los +150 °C y el tiempo total de calentamiento y soldadura no debe exceder los 2 minutos. Las principales características técnicas de los transistores considerados se presentan en la tabla. 1. La eficiencia del circuito colector de todos los transistores es del 55%. Los valores de la corriente continua máxima permitida del colector corresponden a todo el rango de temperatura de funcionamiento. Tabla 1
En la Fig. 2a muestra el circuito completo de los transistores 2T9188A, KT9190A, y en la Fig. 2,b - transistores de las series KT8197, KT9189, KT9192, 2T9175 (l - distancia desde el límite de soldadura hasta la costura adhesiva de la tapa selladora o la capa selladora del soporte de cristal. Esta distancia está regulada en las recomendaciones para el uso de transistores de microondas en las especificaciones técnicas de los mismos y se tiene necesariamente en cuenta al calcular los elementos reactivos de los transistores). Los parámetros de los elementos reactivos que se muestran en los diagramas se resumen en la tabla. 2. Estos parámetros son necesarios para calcular los circuitos de adaptación de la ruta de amplificación de los dispositivos en desarrollo.
El desarrollo de una nueva base de elementos de transistores abre una amplia perspectiva tanto para la creación de modernos equipos de comunicación por radioaficionados, comerciales y profesionales, como para la mejora de lo ya desarrollado con el fin de mejorar sus parámetros eléctricos, reducir peso, dimensiones y costos. . Tabla 2
Literatura
Autores: V.Kozhevnikov, V.Assessors, A.Assessors, V.Dikarev, Voronezh
Cuero artificial para emulación táctil.
15.04.2024 Arena para gatos Petgugu Global
15.04.2024 El atractivo de los hombres cariñosos.
14.04.2024
▪ Ionistor de grafeno espacioso y duradero ▪ Tarjeta de pago para invidentes ▪ En el río - como en la carretera
▪ sección del sitio Radiocomunicación civil. Selección de artículos ▪ Artículo Excavadora de patatas autopropulsada. dibujo, descripción ▪ artículo ¿Dónde y cuándo intentaron entregar el correo usando cohetes? Respuesta detallada ▪ artículo Normas para la expedición de nutrición terapéutica y preventiva gratuita
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página