СВЧ транзисторы

Особым свойством транзисторов следует назвать возможность их работы на высоких частотах. Как правило, именно увеличение частоты может оказаться критическим параметром для работоспособности транзисторов и других полупроводниковых приборов. СВЧ транзистор обладает особой конструкцией, которая дает возможность использовать их для высокочастотных схем, работы в диапазонах, недостижимых для большинства полупроводниковых устройств – тысяч МГц и даже ГГц.

СВЧ транзисторы используют для эффективной работы со свободно распространяемыми электромагнитными радиоволнами. Также эти частоты необходимы в полупроводниковой технике:

• для работы генераторов высоких частот;
• регуляции высокочастотных устройств и систем;
• активации работы усилителей телекоммуникационных устройств;
• медицинского оборудования. 

Именно поэтому такие полупроводниковые приборы еще можно классифицировать как высоковольтные транзисторы, поскольку в этой конфигурации транзисторов потребуется выполнить еще несколько условий работы – высокое напряжение и работа, соответственно, с высокими токами. Такие режимы работы не характерны для транзисторов, которые принято использовать в бытовой и промышленной электронике как управляющие устройства или усилители сигнала до 1000 вольт. Однако ряд производителей успешно освоил выпуск высоковольтных и высокочастотных транзисторов.

Рассмотрим несколько моделей и конструкций таких изделий, которые пытаются сочетать высокую скорость обработки импульсов и одновременно, большие напряжения.

Высоковольтные транзисторы Infineon серии CoolMOS 

Эти транзисторы можно отнести к новому поколению полевых транзисторных устройств, которые предлагают малое сопротивление в режиме открытого ключа.

Основное назначение этих транзисторов, по мнению самого производителя – импульсные источники питания для компьютеров и их периферии, системы бесперебойного питания и силовые элементы сварочного оборудования. Диапазон напряжений, которые обрабатывает этот высоковольтный транзистор может составлять между стоком и истоком до 800 вольт, а сила тока – 20 А.

Есть и более мощные транзисторы, где сила тока достигает 50-100 А, а напряжения возрастают до нескольких тысяч вольт. Однако принципиально они не отличаются от этой разновидности транзистора немецкой компании Infineon. Вместе с тем, невысокие показатели по частотности отодвигают эти разработки на задний план. И для реализации высокочастотной регуляции токов все чаще применяют особую инновационную технологию HEMT или high electron mobility transistor, о которой следует рассказать детальнее.

Высокочастотные транзисторы с высокой подвижностью электронов

Инновационная технология HEMT расширяет возможности транзисторной техники до пределов, которые ранее вообще были недостижимы. В частности, разработки исследователей NCTU завершились разработкой транзистора с частотой работы 710 ГГц. В этой технологии, которая частично уже реализована и в промышленных моделях, используются так называемые сверхподвижные электроны. Этот мощный транзистор планируется использовать в аэрокосмической отрасли, для медицинского высокоточного сканирования, работы с передачей и приемом информации на большие расстояния с минимальными затратами энергии при передаче.

Биполярные высокочастотные транзисторы

Наиболее популярной на сегодня серией высокочастотных транзисторов остаются биполярные, которые сочетают в себе оптимальную стоимость изделий и высокую частотность работы. Мощные биполярные транзисторы используются практически во всех цепях усилителей, радиоэлектронных устройств, где необходима работа с высоким частотами, и обработка и детекция полученных электрических сигналов с частотами от нескольких до десятка гигагерц.