Усилительный каскад на мощном многокристальном широкополосном LDMOS транзисторе s-диапазона частот тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат наук Романовский Станислав Михайлович

• Романовский Станислав Михайлович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Романовский Станислав Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ МОЩНЫХ СВЧ ЬБМОБ ТРАНЗИСТОРОВ

1.1 Перспективы применения мощных СВЧ ЬБМОБ транзисторов

1.2 Проектирование полупроводниковых приборов

1.3 Технологические особенности кристалла СВЧ LDMOS транзистора

1.4 Тепловые эффекты в транзисторе

1.5 Пробой в транзисторе

1.6 Модернизация затворного узла мощного СВЧ ЬБМОБ транзистора

1.7 Выводы

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ РАБОТЫ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА НА СВЧ ЬБМОБ ТРАНЗИСТОРЕ

2.1 Описание цепей согласования, используемых в усилительном каскаде

2.2 Система анализа, используемая для исследования работы усилительного каскада на мощном СВЧ ЬБМОБ транзисторе и для построения цепей согласования для него

2.2.1 Описание системы анализа работы усилительного каскада на мощном СВЧ ЬБМОБ транзисторе

2.2.2 Построение нелинейной модели мощного СВЧ ЬБМОБ транзистора и описание

ее параметров

2.2.3 Расчет эксплуатационных параметров транзистора на большом сигнале, исходя

из его нелинейной эквивалентной схемы

2.2.4 Синтез входных и выходных цепей согласования усилительного каскада

2.2.5 Пример анализа усилительного каскада на транзисторе 2ПЕ301А и построение цепей согласования для него

2.2.6 Оценка погрешности использования «свертки» по первой гармонике цепей согласования моделируемого усилительного каскада

2.3 Выводы

ГЛАВА 3 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ВО ВНУТРЕННИХ ЦЕПЯХ В КОРПУСЕ МОЩНОГО СВЧ ТРАНЗИСТОРА И ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА

3.1 Потери в согласующих конденсаторах в корпусе мощного СВЧ транзистора

3.2 Описание модели в программе электромагнитного моделирования для расчета потерь

во внутренних цепях согласования транзистора

3.3 Расчет потерь во внутренних цепях транзистора

3.4 Экспериментальная оценка потерь во внутренних цепях транзистора

3.5 Расчет эксплуатационных параметров усилительного каскада с учетом потерь в согласующих цепях

3.6 Выводы

ГЛАВА 4 АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА С УЧЕТОМ ИНДУКТИВНОСТЕЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ПРОВОДНИКОВ И ВЗАИМНЫХ ИНДУКТИВНОСТЕЙ МЕЖДУ НИМИ В КОРПУСЕ МОЩНОГО СВЧ ТРАНЗИСТОРА

4.1 Моделирование индуктивностей соединительных проводников и взаимных индуктивностей между ними в корпусе мощного СВЧ транзистора в программе электромагнитного моделирования

4.2 Оценка влияния сосредоточенных портов на результаты расчета

4.3 Сопоставление рассчитанных значений с экспериментальными данными

4.4 Оценка влияния взаимных индуктивностей на эксплуатационные характеристики усилительного каскада

4.4.1 Оценка влияния взаимных индуктивностей между рядами проводников, находящимися либо во входном, либо в выходном согласующем контуре, на эксплуатационные характеристики усилительного каскада

4.4.2 Оценка влияния взаимных индуктивностей между рядами, находящимися во входном и в выходном контуре, на эксплуатационные характеристики усилительного каскада

4.5 Рекомендации к конструкции внутренних цепей согласования мощного СВЧ ЬБМОБ транзистора, приводящие к уменьшению взаимных индуктивностей в его корпусе

4.6 Выводы

ГЛАВА 5 АНАЛИЗ ПОБОЧНЫХ НЕГАТИВНЫХ ЭФФЕКТОВ ПРИ СЛОЖЕНИИ ТРЕХ МОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРНЫХ КРИСТАЛЛОВ В ОДНОМ КОРПУСЕ

5.1 Поперечные колебания в усилительном каскаде на многокристальном СВЧ ЬБМОБ транзисторе

5.2 Результаты экспериментального измерения трехкристальных транзисторов при оптимальной нагрузке

5.3 Описание модели усилительного каскада на трехкристальном СВЧ ЬБМОБ транзисторе

5.4 Модельное исследование эффектов неравномерной работы усилительного каскада на

многокристальном СВЧ LDMOS транзисторе

5.5 Методика расчета холодных резонансов поперечных контуров в трехкристальном транзисторе

5.6 Оценка возможной коррекции параметров исследуемого транзистора с целью подавления поперечных колебаний

5.7 Измерение трехкристального СВЧ LDMOS транзистора на тепловизоре

5.8 Выводы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Мощные усилители радиочастотного диапазона применяются в радарах гражданского и военного применения, в авионике, в приемо-передающих базовых станциях сотовой связи, в медицине, в беспроводных компьютерных сетях, в цифровом телевидении, и др. В зависимости от применения усилители должны работать при заданном в техническом задании наборе условий и при этом выдавать требуемые эксплуатационные характеристики. Данные характеристики включают выходную мощность в полосе частот, коэффициент полезного действия (КПД), устойчивость, равномерность амплитудно-частотной характеристики, коэффициент усиления по мощности (Кур), линейность, температурную стабильность, фазо-частотные характеристики, параметры фронтов выходного радиоимпульса и т.д. Основная часть эксплуатационных характеристик усилителя определяется параметрами отдельных усилительных каскадов и параметрами используемых транзисторов. При этом постоянно растущие требования рынка побуждают разработчиков транзисторов к повышению их эксплуатационных характеристик.

В перечень эксплуатационных характеристик мы включаем ряд параметров, характеризующих устойчивость рабочего режима транзистора. Помимо устойчивости параметров транзистора в диапазоне температур или в зависимости от режима, принципиальными моментами являются устойчивость при рассогласовании нагрузки усилительного каскада и устойчивость транзистора по отношению к поперечным колебаниям, возникающим в структуре многокристального транзистора, что является предметом представленных модельных исследований. Следует отметить, что перечисленная совокупность эффектов возможной неустойчивости оказывается во многом взаимосвязанной. В ряде случаев эффекты неустойчивости могут сопровождаться возникновением паразитной генерации.

Основные типы мощных СВЧ транзисторов - это ДМОП транзисторы с горизонтальным каналом (ЬБМОБ), полевые транзисторы с высокой подвижностью электронов (ИВМ^ на основе гетероструктур GaN и биполярные транзисторы. Исследования сконцентрированы на мощных СВЧ ЬБМОБ транзисторах, предназначенных для применения в радарах. Можно отметить, что результаты данной работы могут быть использованы применительно к другим типам транзисторов, в частности к GaN-HEMT.

Настоящая работа относится к сфере научных исследований, которая ориентирована на решение проблем, возникающих при создании новых, более совершенных приборов. Главная задача исследования - связать физические и конструктивные параметры усилительного каскада на мощном СВЧ ЬБМОБ транзисторе с его потенциальными эксплуатационными характеристиками и, таким образом, оптимизировать конструкцию прибора.

Для проведения данных исследований была разработана оригинальная система анализа мощных усилительных каскадов на СВЧ LDMOS транзисторах в существенно нелинейном режиме. Данная система включает совокупность структурных моделей исследуемых транзисторов (основанных на эквивалентных схемах транзисторов) и расчетных программ анализа работы усилительных каскадов. Кроме того, система анализа включает синтез цепей согласования и совокупность мероприятий по определению параметров используемых моделей. С учетом важности роли используемых структурных моделей в работе в ряде случаев используется термин «модельные исследования».

Актуальность работы подтверждается примерами реализации расчетных параметров в конкретных разработках мощных СВЧ ЬБМОБ транзисторов. Транзисторы разработаны и запущены в производство при участии автора данной работы.

Степень разработанности темы исследования

1. Работы по оптимизации конструктивно-технологических параметров мощных ЬБМОБ транзисторов Б-диапазона частот с целью улучшения их эксплуатационных параметров проводятся уже достаточно долго (более 10 лет). Данная тема хорошо проработана зарубежными исследователями. Однако в литературе (в частности, в работах [1] и [2]) данные исследования освещены скудно, с акцентом на результатах проведенных работ, не затрагивая при этом описание конструктивных особенностей транзисторов.

2. Построение нелинейных моделей широко представлено как в отечественной, так и в зарубежной литературе [3], [4]. Известна методология построения нелинейной модели биполярного транзистора, а также синтеза цепей согласования для него [5], [6]. Однако применительно к мощным СВЧ ЬБМОБ транзисторам построение сложных моделей (учитывающих поперечные колебания между кристаллами и взаимные индуктивности между соединительными проводниками в корпусе транзистора) и их анализ нам не встречался. Возможно, это связано с тем, что исследования проблем сборки мощных СВЧ транзисторов является ноу-хау конкретных фирм.

3. Принципы конструкции и расчета параметров внутренних цепей согласования мощных СВЧ транзисторов широко представлены в литературе. В частности, методология расчета собственных эквивалентных индуктивностей рядов соединительных проводников приведена в работе [7]. Есть работы по расчету взаимных индуктивностей между проводниками, находящимися в одном ряду [8]. Расчет потерь во внутренних цепях в корпусе мощного СВЧ транзистора также проводился ранее [4]. Однако в данных работах не рассматривается связь между конфигурацией и расположением соединительных проводников, находящихся в корпусе транзистора, и эксплуатационными параметрами усилительного каскада.

4. Проблемы, возникающие при параллельном сложении нескольких кристаллов в одном корпусе, достаточно узко отражены в литературе. Частично данная проблема исследовалась применительно к биполярным транзисторам [9]. Однако несколько в ином контексте (исследовалось сложение двух кристаллов в корпусе транзистора).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Усилительный каскад на мощном многокристальном широкополосном LDMOS транзисторе s-диапазона частот»

Цель работы

Главной целью работы является исследование путей достижения высоких эксплуатационных характеристик усилительных каскадов на мощных LDMOS транзисторах, работающих в S-диапазоне частот.

Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи:

1. Разработка элементов конструкции кристалла СВЧ LDMOS транзистора, способствующих достижению высоких эксплуатационных характеристик усилительного каскада в S-диапазоне частот.

2. Разработка системы анализа усилительных каскадов на однокристальном и трехкристальном мощных СВЧ LDMOS транзисторах с учетом существенно нелинейных режимов их работы и возможности появления эффектов паразитного возбуждения.

3. Анализ взаимных индуктивностей между соединительными проводниками и потерь в корпусе транзистора. Оценка влияния количества и конфигурации проводников на данные параметры. Выработка рекомендаций к конструкции мощного СВЧ LDMOS транзистора, позволяющих расширить полосу рабочих частот и подавить паразитное возбуждение усилительного каскада.

4. Анализ проблем, возникающих при сложении трех ранее отработанных кристаллов LDMOS транзисторов в одном корпусе. Это проблемы, связанные со снижением эксплуатационных параметров, возникновением эффектов паразитной генерации и выходов из строя в различных режимах работы. Выработка рекомендаций, позволяющих устранить данные негативные эффекты.

Методы исследования

В ходе выполнения диссертационной работы использовался комплексный подход, включающий моделирование, математический анализ, экспериментальные исследования и статистический анализ результатов внедрения рекомендаций в процесс серийного производства.

Расчетные методы, входящие в используемую систему анализа, представлены следующими видами компьютерного моделирования: составление программ в среде Matlab для анализа работы усилительного каскада в существенно нелинейном режиме, схемотехническое моделирование в программе Microwave office для синтеза цепей согласования усилительного каскада и расчет в программе электромагнитного моделирования High Frequency Structure

Simulator (HFSS) для определения параметров моделей. Для расчета физико-технологических параметров кристалла мощного СВЧ LDMOS транзистора использовалось моделирование в программе САПР ISE TCAD.

Расчеты подтверждены экспериментальными исследованиями. Измерения эксплуатационных параметров усилительного транзисторного каскада проводилось при использовании современного оборудования. Для измерения некоторых параметров эквивалентных схем усилительных транзисторных каскадов использовался векторный анализатор цепей со специально изготовленными калибровочными наборами, позволяющими проводить калибровку по методу TRL в сечении вывода корпуса транзистора.

Достоверность полученных результатов и обоснованность научных положений

В работе представлено обоснование результатов и аргументация выводов и практических рекомендаций в области разработки и промышленного изготовления мощных СВЧ транзисторов. Достоверность полученных научных результатов обеспечивается использованием современных методов моделирования и анализа в системах автоматизированного проектирования (САПР). Экспериментальное подтверждение полученных результатов модельного исследования выполнено с использованием современного измерительного оборудования.

Достоверность полученных результатов подтверждается реализацией ряда рекомендаций при создании новых типов приборов, полностью подготовленных к началу серийного производства. Результаты исследований были представлены и обсуждались на шести всероссийских научно-технических конференциях.

Научная новизна работы

1. Предложен и реализован оригинальный маршрут изготовления кристалла СВЧ LDMOS транзистора в S-диапазоне частот, который включает шунтирование продольных полицидных (слой поликремния с нанесенным на него слоем силицида тугоплавкого металла) затворных зубцов элементарных ячеек металлическими затворными шинами через металлические ответвленные контактные площадки. Оригинальные особенности конструкции отражены в трех патентах на изобретение (№2473150 от 17.08.2011, №2535283 от 26.06.2013 и №2639579 от 31.03.16).

2. Разработана оригинальная система анализа работы усилительного каскада (расчет выходной мощности, КПД, Кур, фронтов выходного радиоимпульса и т.д.) на мощном СВЧ LDMOS транзисторе во временной области с тремя складываемыми кристаллами транзисторов и наличием взаимных индуктивностей между рядами проводников в его корпусе. Данная система позволяет, в отличие от метода гармонического баланса, обнаружить паразитное возбуждение усилительного каскада при работе в существенно нелинейном режиме, а также

выявить проблемы сложения нескольких кристаллов в корпусе транзистора, включая эффекты поперечной неустойчивости.

3. Впервые выявлена сложная связь между конфигурацией и количеством соединительных проводников в корпусе мощного СВЧ LDMOS транзистора, с одной стороны, и амплитудно-частотной характеристикой и эффектом возникновения паразитного возбуждения усилительного каскада, с другой стороны. Предложена не используемая ранее конструкция внутренних цепей согласования мощного СВЧ LDMOS транзистора с наличием экранирующих проводников и с заданной определенным образом конфигурацией основных соединительных проводников. Реализация данной конструкции позволит снизить взаимные индуктивности между основными соединительными проводниками и уменьшить потери в согласующих конденсаторах. Экранирующие проводники размещены между каждым из пары в ряду основных соединительных проводников и электрически соединены с одного и другого конца с фланцем корпуса транзистора. Данная конструкция позволяет расширить полосу рабочих частот и существенно подавить паразитное возбуждение. По данной конструкции получен патент на изобретение (№2615313 от 05.11.2015).

4. В результате модельного исследования впервые было выявлено, что неустойчивость, связанная с возникновением СВЧ токов в поперечных цепях в корпусе многокристального мощного СВЧ LDMOS транзистора, имеет целый ряд сложных модификаций. В частности, для трехкристального LDMOS транзистора, обнаружено два типа паразитных поперечных колебаний: противофазные колебания на крайних кристаллах при минимальных колебаниях на среднем кристалле (1 тип) и синфазные колебания на крайних кристаллах при наличии сравнимых по амплитуде противофазных колебаний на среднем кристалле по отношению к крайним кристаллам (2 тип). Выработан ряд рекомендаций к внутренним цепям многокристального транзистора, в частности - использование соединительных проводников и сопротивлений в поперечных цепях, приводящих к подавлению данных негативных эффектов.

Практическая значимость работы

1. Разработан кристалл мощного СВЧ LDMOS транзистора (БКВП.757644.347), в котором воплощено шунтирование продольных полицидных затворных зубцов элементарных ячеек металлическими затворными шинами через металлические ответвленные контактные площадки. Транзисторы с данными кристаллами сопоставимы по основным эксплуатационным характеристикам с зарубежными аналогами (ILD2731M30 фирмы Integra Technologies, BLS6G2731-120 фирмы Ampleon и MRF8P29300HR6 фирмы NXP).

2. Выработанные на базе модельных исследований рекомендации к внутренним цепям согласования, в частности - использование соединительных проводников и сопротивлений в поперечных цепях многокристального транзистора, а также использование определенной

конфигурации основных продольных соединительных проводников в корпусе как однокристального, так и многокристального транзистора, с целью увеличения полосы рабочих частот и подавления паразитного возбуждения усилительного каскада, воплощены в конструкции следующих типов мощных СВЧ LDMOS транзисторов: 2ПЕ201А, 2ПЕ301А, 2ПЕ201Б, 2ПЕ301Б1 и 2ПЕ301В2.

3. Разработанная оригинальная конструкция внутренних цепей согласования мощного СВЧ LDMOS транзистора с наличием экранирующих проводников планируется к использованию в новых типах транзисторов с расширенной полосой рабочих частот и повышенной устойчивостью.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Повышение Кур и КПД усилительного каскада на мощном LDMOS транзисторе в S-диапазоне частот достигается за счет шунтирования продольных полицидных затворных зубцов элементарных ячеек кристалла транзистора металлическими затворными шинами через металлические ответвленные контактные площадки.

2. Разработанная система анализа усилительного каскада на мощном СВЧ LDMOS транзисторе во временной области, в отличие от широко распространенного метода гармонического баланса, позволяет связать конструктивные параметры транзисторов с комплексом их эксплуатационных характеристик (выходная мощность, полоса рабочих частот, КПД, Кур и устойчивость) в существенно нелинейном режиме. Специфические возможности разработанной системы связаны с анализом работы трехкристальных СВЧ LDMOS транзисторов и возникающего эффекта поперечной неустойчивости, а также с оценкой влияния взаимных индуктивностей между рядами соединительных проводников в корпусе транзистора на эксплуатационные характеристики усилительного каскада.

3. Использование в мощном СВЧ LDMOS транзисторе экранирующих проводников, размещенных между каждым из пары в ряду основных соединительных проводников и электрически соединенных с одного и другого конца с фланцем корпуса, и заданной определенным образом конфигурацией основных соединительных проводников (снижающей взаимные индуктивности между ними и уменьшающей потери в согласующих конденсаторах) приводит к расширению полосы рабочих частот и к подавлению паразитного возбуждения усилительного каскада.

4. В трехкристальном СВЧ LDMOS транзисторе при определенных условиях (рассогласование нагрузки, близость частоты возбуждения к резонансным частотам внутренних поперечных контуров) возникают поперечные колебаний, которые неприемлемы с эксплуатационной точки зрения. Выработанные на базе модельных исследований рекомендации к конструкции многокристального мощного СВЧ LDMOS транзистора, в

частности, использование соединительных проводников и сопротивлений в его поперечных цепях, позволяют устранить данные поперечные колебания в оговоренных условиях эксплуатации.

Личный вклад автора

1. Автором работы при использовании специализированного САПР был проведен анализ конструктивно-технологических параметров кристалла мощного СВЧ ЬБМОБ транзистора. Также автором был предложен способ формирования затворного узла элементарных транзисторных ячеек, который заключается в использовании в конструкции кристалла металлических затворных шин, шунтирующих продольные полицидные затворные зубцы элементарных ячеек металлическими ответвленными контактными площадками. В результате было получено три патента на изобретение. Соавторами соискателя в трех данных патентах являются его непосредственные сотрудники.

2. Соискатель разработал нелинейные модели как однокристальных, так и многокристальных мощных СВЧ ЬБМОБ транзисторов в используемой системе анализа. Данные модели позволяют проводить анализ эксплуатационных характеристик усилительного каскада, работающего в существенно нелинейном режиме, с учетом влияния взаимных индуктивностей между рядами соединительных проводников в корпусе транзистора. Также соискателем были проведены расчетно-экспериментальные работы по определению параметров эквивалентных схем, лежащих в основе нелинейных моделей.

3. Автор в программе электромагнитного моделирования провел анализ индуктивностей рядов соединительных проводников и взаимных индуктивностей между ними, а также потерь в корпусе мощного СВЧ транзистора. Соискателем были выработаны рекомендации к количеству и конфигурации соединительных проводников в корпусе транзистора для повышения эксплуатационных характеристик и устранения паразитного возбуждения в усилительном каскаде. Была предложена конструкция внутренних цепей транзистора с наличием экранирующих проводников, по который был получен патент на изобретение.

4. Соискателем были проведены модельные исследования работы усилительного каскада на трехкристальном СВЧ LDMOS транзисторе, в результате чего были выявлены причины экспериментально наблюдаемого снижения выходной мощности в диапазоне частот и выходов из строя. Соискателем были выработаны рекомендации к построению цепей согласования, позволяющие устранить данные негативные эффекты.

5. Соискателем были выполнены все экспериментальные работы, включающие измерение эксплуатационных параметров транзисторов, измерение тестовых структур, калибровку измерительных стендов, а также разработку различной оснастки для измерения.

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались лично соискателем и обсуждались на научно-технических конференциях «Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА»: (г. Москва, АО «НПП «Пульсар», 2010-2017 гг.).

По результатам диссертационной работы было опубликовано 5 печатных работ [10], [11], [12], [13] и [14] в издании, рецензируемом ВАК, 10 работ в материалах всероссийских научно-технических конференций. Также было получено 4 патента на изобретение [15], [16], [17] и [18].

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 102 наименования. Объем диссертации составляет 112 страниц, включая 45 рисунков и 8 таблиц.

ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ

МОЩНЫХ СВЧ ЬБМ08 ТРАНЗИСТОРОВ

В данной главе представлено сравнение основных типов современных мощных ВЧ и СВЧ транзисторов. Проведена оценка эксплуатационной ниши мощных СВЧ LDMOS транзисторов на современном этапе развития техники. Представлено краткое описание программы, используемой для расчета конструктивно-технологических параметров кристалла транзистора. Также приведен обзор программ, используемых для анализа работы транзистора и для построения цепей согласования для него. Описана типовая конструкция кристалла мощного СВЧ LDMOS транзистора, а также наиболее существенные проблемы, возникающие при разработке транзисторного кристалла. Представлена разработанная конструкция кристалла мощного СВЧ LDMOS транзистора с модернизированным затворным узлом. Ее использование позволяет повысить эксплуатационные параметры усилительных транзисторных каскадов в S-диапазоне частот.

1.1 Перспективы применения мощных СВЧ ЬБМ08 транзисторов

На рынке мощных СВЧ транзисторов L- и S-диапазона, в зависимости от их применения, присутствуют несколько типов транзисторов. В основном это биполярные, LDMOS и GaN-HEMT транзисторы. Каждый из перечисленных типов транзисторов обладает своими достоинствами и недостатками, и каждому из них соответствует определенная ниша на современном рынке электронных приборов.

Помимо перечисленных транзисторов, существует еще и разнообразные типы транзисторов на материале GaAs. Однако они в основном относятся к классу относительно маломощных транзисторов.

LDMOS транзисторы соответствуют высшему этапу развития ДМОП технологии [19]. О них подробнее будет сказано ниже в данной главе. Помимо LDMOS транзисторов, еще одной основной подгруппой в ДМОП технологии является транзисторы с вертикальным каналом (VDMOS). Они отличаются от LDMOS транзисторов тем, что их подложка имеет п-тип проводимости и служит стоком транзистора, тогда как в LDMOS транзисторах подложка имеет р-тип проводимости и является истоком. VDMOS транзисторы логично использовать в применениях, которые требуют очень высокую плотность мощности на относительно низких частотах. А LDMOS транзисторы обеспечивают большую мощность на относительно высоких частотах (до 3,5 ГГц и выше), а также высокие параметры линейности, если это востребовано [1], [19]. В работе [19] представлена эволюция развития мощных транзисторов вплоть до технологии LDMOS.

Биполярные, как и ЬБМОБ транзисторы, обладают высокой плотностью мощности в импульсном режиме. Однако у биполярных транзисторов есть несколько недостатков. Главным их недостатком является положительный температурный коэффициент тока, который может привести к термическому пробою. Данное обстоятельство накладывает существенные ограничения при работе данных транзисторов в длинноимпульсных режимах. Кроме того, в биполярных транзисторах необходимо использовать изолирующие слои в конструкции корпуса транзистора: обычно оксид бериллия (ВеО), а в некоторых случаях — нитрид алюминия (АШ).

Преимуществом биполярных транзисторов как над ЬБМОБ, так и над ОаК НЕМТ транзисторами является простота их использования при работе в классе «С», что ведет к компактным цепям согласования и питания.

С появлением технологии гетероструктурных ОаК-НЕМТ транзисторов возникают вопросы, связанные с нишей для ЬБМОБ и биполярных транзисторов. ОаК-НЕМТ позволяют существенно улучшить характеристики проектируемых устройств по сравнению с данными типами транзисторов.

Согласно с [20-25] можно выделить следующие преимущества ОаК-НЕМТ над кремниевыми ЬБМОБ и над биполярными транзисторами:

1. Широкая запрещенная зона нитрид-галлиевых структур ведет к тому, что данные транзисторы могут работать при повышенных температурах, что повышает их надежность. Помимо этого, наличие широкой запрещенной зоны позволяет добиться более высокого пробивного напряжения, что ведет к возможности использования повышенного напряжения питания. Последнее обстоятельство дает возможность достичь более высокой плотности мощности. Кроме того, повышенное напряжение питания ведет к более высоким сопротивлениям нагрузки, что, в свою очередь, позволяет улучшить АЧХ данного транзистора.

2. В ОаК-НЕМТ транзисторах возникает крайне высокая плотность двумерного электронного газа (2БЕО), что ведет к возможности пропускания большего тока и к получению более высоких плотностей мощности, чем у ЬБМОБ и биполярных транзисторов.

3. Меньшие значения емкостей кристалла ОаК НЕМТ транзистора по сравнению с кристаллом ЬБМОБ транзистора в совокупности с высокой подвижностью электронов 2БЕО обеспечивают возможность применения ОаК транзисторов на частотах до 12 ГГц и выше. В то время как предельные частоты мощных СВЧ ЬБМОБ транзисторов, как правило, достигают 4 ГГц. Кроме того, низкое значение емкости на единицу выходной мощности приводит к более широкому рабочему диапазону частот.

4. Меньшее значение сопротивления сток-исток в открытом состоянии Кси.отк в пересчете на единицу ширины затвора ведет к тому, что в усилителе может быть использована большая раскачка по напряжению, что в свою очередь повышает КПД транзистора.

5. Высокая радиационная стойкость также является отличительной чертой GaN-HEMT транзисторов.

Однако GaN-HEMT транзисторы имеют и некоторые недостатки. В основном они связаны со сложностью технологических процессов и с исключительно высокими требованиями к исходным материалам, что в нынешних производственных условиях является причиной их труднодоступности. Кроме того, некоторые специфические технологические детали еще требуют усовершенствования с целью повышения стабильности параметров современных транзисторов этого класса.

LDMOS транзисторы, в сравнении с GaN-HEMT обычно имеют меньшую цену. Они более надежны с точки зрения рассогласования по уровню допустимого КСВ, что ведет к исключению дорогих схем защиты усилителя [20]. Помимо этого, некоторые особенности схем питания делают более предпочтительным использование LDMOS транзисторов (для GaN-HEMT транзисторов, как правило, требуется отрицательное напряжение смещения на затворе). В результате можно заключить, что эксплуатационная и производственная ниша для LDMOS транзисторов будет сохраняться.

Эксплуатационные параметры LDMOS транзисторов продолжают совершенствоваться, примером тому может служить разработанный в 2017 г. транзистор BLS9G2731L-400 фирмы Ampleon, выполненный в корпусе SOT502A и способный отдавать выходную мощность порядка 400 Вт в диапазоне 3,1 - 3,5 ГГц при КПД стоковой цепи 44 % и Кур - 11 дБ. В работе [26] обсуждаются эксплуатационные возможности современных мощных СВЧ LDMOS транзисторов.

1.2 Проектирование полупроводниковых приборов

Разработка современных мощных СВЧ транзисторов значительно ускоряется и удешевляется при использовании систем автоматизированного проектирования (САПР). Данную задачу можно разбить на два основных этапа: разработка кристалла транзистора и разработка цепей согласования и питания для него.

Основной задачей при разработке кристалла транзистора представляет анализ его конструктивно-технологических параметров при использовании программы физико-технологического моделирования, например САПР ISE ТСЛВ [27]. Целью моделирования является получение требуемой совокупности выходных электрических характеристик и параметров прибора. При этом учитываются возможности завода изготовителя. Отдельной задачей является разработка топологии кристалла транзистора.

При моделировании в САПР ISE ТСЛВ геометрия транзистора разбивается на мелкие части, определяемые параметрами сетки, в двумерном или трехмерном пространстве. Затем

производится решение нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных для каждой элементарной ячейки или узла структуры. Данные уравнения описывают распределение заряда, перенос заряда и т.д.

При описании моделей в САПР 1БЕ ТСАО учитываются геометрия прибора и физические свойства полупроводников, металлов и диэлектриков, которые формируют транзистор. ТСЛБ позволяет осуществлять моделирование полупроводниковых структур, используя в качестве исходной информации описание технологического процесса их изготовления [28]. Исходной информацией для технологического маршрута является концентрация легирующих примесей, энергия ионов при имплантации, топология масок для фотолитографии, время разгонки примесей, температура отжига и др.

В результате расчета в ТСЛВ кристалла транзистора с определенными конструктивно-технологическими параметрами можно получить вольт-амперную, вольт-фарадную, передаточную характеристику, пробивное напряжение и др. Данные параметры можно использовать в модели для анализа эксплуатационных параметров транзистора на большом сигнале, и, таким образом, связать их с конструктивно-технологическими параметрами кристалла транзистора. Так может быть осуществлено «сквозное» проектирование транзистора.

Разработка цепей согласования и питания для мощного СВЧ транзистора, а также анализ эксплуатационных параметров транзистора при различных режимах его работы (в диапазоне температур, при различных уровнях рассогласования и др.) проводится с использованием моделей кристаллов транзисторов. В работах [29] и [30] проводится подробный сравнительный обзор данных моделей. По принципу построения их можно разделить на две группы:

1. Структурные или компактные модели - характеризуют поведение прибора относительно его внешних зажимов, при этом они одновременно отражают внутреннюю структуру и физические процессы в приборе.

2. Бесструктурные модели - описывают связь выходных данных со входными с помощью математических функций, систем дифференциальных уравнений или специальных преобразований формальным образом, т.е. независимо от внутренней структуры и реальных процессов в приборе.

При этом данные разновидности подразделяются либо на линейные (малосигнальные), либо на нелинейные модели.

Линейная (малосигнальная) модель верна только для одного (заданного) режима по постоянному току, при этом предполагается, что изменение переменного тока и напряжения в окрестности рабочей точки сравнительно небольшие.

В нелинейных моделях изменение переменного тока и напряжения на элементах эквивалентной схемы происходят в достаточно широком диапазоне. Кроме того, сами элементы эквивалентной схемы имеют нелинейный характер, в зависимости от рабочих напряжений.

Структурные модели используются, для того, чтобы связать физические и конструктивные параметры прибора с потенциальными эксплуатационными характеристиками. Примеры структурных моделей представлены в работах [31-34]. Система расчетов, используемая в данной работе для анализа работы усилительного каскада на LDMOS транзисторе, относится к структурным нелинейным моделям.

Бесструктурные модели используются, как правило, для реализации проектирования внешней схемы включения транзистора, позволяющей реализовать те потенциальные возможности, которые заложены в уже созданном и серийно выпускаемом приборе. Подробнее о данных моделях сказано в работах [35-39]. В этом подходе отчасти присутствуют те проблемы, которые решались и решаются при использовании структурных моделей. Однако здесь постановка задачи уже, а пути решения задачи могут оказаться иными. Здесь нет необходимости добиваться отражения физических процессов, происходящих в транзисторе. Это модели в виде «черного ящика», которые строятся на основе формального сходства между поведением модели и объекта относительно внешних выводов. Для описания транзистора в реальном нелинейном режиме, да еще в полосе рабочих частот потребуется значительный объем информации, однако на современном уровне компьютерной техники это не является серьезной проблемой. Современные программы позволяют синтезировать цепи согласования усилительного каскада, обеспечивающие необходимую полосу рабочих частот.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Романовский Станислав Михайлович, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Walker, J. Handbook of RF and Microwave Power Amplifiers / J. Walker - Cambridge University Press. - 2012. - P. 687.

2. Theeuwen, S.J.C.H. LDMOS Technology for RF power amplifiers / S.J.C.H. Theeuwen, J.H. Qureshi // - IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques (special issue on Power Amplifiers). - 2012. - Volume 60. - Issue 6. - Part 2. - Р. 1755-1763.

3. Rudolph, M. Nonlinear Transistor Model Parameter Extraction Techniques / M. Rudolph, C. Fager, D. E. Root. - Cambridge University Press. - 2012. - P. 352.

4. Aaen, P. Modeling and Characterization of RF and Microwave power FETs / P. Aaen, J. Pla, J. Wood. - Cambridge University Press. - 2007. - P. 362.

5. Аронов, В.Л. Моделирование мощного биполярного транзистора в усилительном режиме с учётом квазинасыщения / В. Л. Аронов, А. А. Евстигнеев // М.: Электронная техника. -2005. - Серия 2 - Полупроводниковые приборы. - Вып. 1-2. - С. 24-33.

6. Аронов, В.Л. Синтез широкополосных мощных СВЧ транзисторных каскадов, работающих в нелинейном режиме / В.Л. Аронов, А.А. Евстигнеев // М.: Электронная техника. - 2005. - Серия 2 - Полупроводниковые приборы. - Вып. 1-2. - С. 3-13.

7. Aaen, P. On the development of CAD techniques suitable for the design of high-power RF transistors / P. H. Aaen, J. A. Pla, C.A. Balanis // IEEE Transactions on microwave theory and techniques. - 2005. - Vol. 53. - Issue. 10. - P. 3067-3074.

8. Flucke, J. On the magnetic coupling between bondwires in power-transistor packages / J. Flucke, F. Schnieder, F.-J. Schmuckle // German Microwave Conference. - 2010 - P. 90-93.

9. Аронов, В.Л. Анализ явлений поперечной неустойчивости в мощных СВЧ транзисторах // М.: Электронная техника. - 2007. - Серия 2. - Полупроводниковые приборы. -Вып. 2. - С. 65-75.

10. Ерохин, С.А Методика расчета распределенного сопротивления истокового р-узла элементарных ячеек в мощных кремниевых ВЧ и СВЧ LDMOS транзисторах / С.А. Ерохин,

B.В. Бачурин, С.С. Бычков, С.М. Романовский // М.: Электронная техника. - 2010. - Серия 2. -Полупроводниковые приборы. - Вып. 2. - С. 46-52.

11. Аронов, В.Л. Модельное исследование эффектов неравномерной работы многокристального СВЧ LDMOS транзистора в полосе частот / В.Л. Аронов, CM. Романовский // М.: Электронная техника. - 2013. - Серия 2. - Полупроводниковые приборы. - Вып. 2. -

C. 26-34.

12. Аронов, В.Л. Моделирование взаимной индуктивности между внутренними проводниками в мощных СВЧ транзисторах / В.Л. Аронов, С.М. Романовский. //

М.: Электронная техника. - 2015. - Серия 2. - Полупроводниковые приборы. - Вып. 4. -С. 22-29.

13. Аронов, В.Л. Специфика проявления внутренних взаимных индуктивностей в мощном СВЧ усилительном каскаде в существенно нелинейном режиме / В.Л. Аронов, С.М. Романовский. // М.: Электронная техника. - 2015. - Серия 2. - Полупроводниковые приборы. - Вып. 4. - С. 30-36.

14. Крымко, М.М. Расчет потерь во внутренних цепях в корпусе мощного СВЧ транзистора и оценка их влияния на эксплуатационные параметры транзистора / М.М. Крымко, С.В. Корнеев, С.М. Романовский // М.: Электронная техника. - 2017. - Серия 2. -Полупроводниковые приборы. - Вып. 4. - С. 13-20.

15. Бачурин В.В., Бельков А.К., Бычков С.С., Пекарчук Т.Н., Романовский С.М. Мощный СВЧ LDMOS транзистор и способ его изготовления // Патент №2473150 от 17.08.2011. Опубл. 20.01.2013. Бюл. №2.

16. Бачурин В.В., Корнеев С.В., Крымко М.М., Романовский С.М. Способ изготовления мощных кремниевых СВЧ LDMOS транзисторов // Патент №2535283 от 26.06.2013. Опубл.

10.12.2014. Бюл. №34.

17. Бачурин В.В., Романовский С.М., Семешина И.П. Способ изготовления мощных кремниевых СВЧ LDMOS транзисторов с модернизированным затворным узлом элементарных ячеек // Патент №2639579 от 31.03.2016. Опубл. 05.10.2017. Бюл. №28.

18. Аронов В.Л., Романовский С.М. Мощный СВЧ транзистор // Патент №2615313 от

05.11.2015. Опубл. 04.04.2017. Бюл. №10.

19. Динамика развития отечественных мощных кремниевых полевых ВЧ и СВЧ МОП транзисторов / Бачурин, В.В. [и др.] // М.: Электронная техника. - 2011 - Серия 2. -Полупроводниковые приборы. - Вып. 2. - С. 3-15.

20. Walker, J. Solid-state transmitters for IFF and SSR systems / J. Walker, J. Custer // Microwave Journal. - 2016. - Vol. 59. - P. 22-29.

21. Ren, F State-of-the art program on compound semiconductors 45 (SOTAPOCS45) -and-wide bandgap semiconductor materials and devices 7 / F. Ren [et al.]. - The Electrochemical Society. - 2006 - P. 479.

22. Quay, R. Gallium nitride electronics / R. Quay. - Springer. - 2008. - P. 470.

23. Уолкер, Д GaN-транзистор Integra Technologies с выходной мощностью 1 кВт для радарных применений S-диапазона // Компоненты и технологии. - 2014. - №1. С. 84-87.

24. A very robust AlGaN/GaN HEMT technology to high forward gate bias and current / B.D. Christiansen [et al.] // Active Passive Electronic Components. - 2012. - Vol. 2012. -Art. ID. 493239. - P. 4.

25. Flores, J. A. Z. Device Characterization and Modeling of Large-Size GaN HEMTs / J. A. Z. Flores. - Kassel University press GmbH. - 2012. - P. 257.

26. Theeuwen, S.J.C.H LDMOS Technology for RF power amplifiers / S.J.C.H. Theeuwen, J.H. Qureshi // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques (special issue on Power Amplifiers). - 2012. - Vol. 60. - Issue 6. -Part 2. - P. 1755-1763.

27. Synopsys, Inc. [Электронный ресурс]. - http://www.synopsys.com/silicon/tcad.html, режим доступа: свободный (дата обращения: 28.05.2018).

28. Li, S. 3D TCAD Simulation for Semiconductor Processes, Devices and Optoelectronics / S. Li, Y. Fu - Springer. - 2012. - P. 307.

29. Денисенко, В. Моделирование МОП транзисторов. Методологический аспект // Компоненты и технологии. - 2004. - № 7. - С. 26-29.

30. Коколов, А.А. Обзор математических моделей СВЧ полевых транзисторов с высокой подвижностью электронов / А.А. Коколов, Ф.И. Шеерман, Л.И. Бабак // Доклады ТУСУРа. -2010. - №2 (22). - Часть 1. - С. 118-123.

31. A new dynamic electro-thermal nonlinear model for silicon RF LDMOS FETs / W. R. Curtice [et al.] // IEEE MTT-S Int. Microwave Symposium Digest. - 1999. - Vol. 2. -P.419-422.

32. A new physics based dynamic electro thermal large signal model for RF LDMOS FETs / M. P. J. G. Versleijen [et al.] // IEEE MTT-S Int. Microwave Symposium Digest. - 2004. - P. 39-42.

33. Golio, J. M. Microwave MESFET and HEMTs / J. M. Golio. - Artech House. - 1991. -Ch. 2. - P. 73-162.

34. Root, D.E. Technology-independent large-signal FET models: a measurement-based approach to active device modeling / D.E. Root, S. Fan, J. Meyer // Proc. 15th Automated RF and Microwave Measurements Society (ARMMS) Conference. - 1991. - P. 1-21.

35. Verspecht, J. Black box modelling of power transistors in the frequency domain // J. Verspecht // Conference Record of the INMMC 1996 Workshop - Duisburg (Germany). - 1996. -P.6.

36. Black box modelling of hard nonlinear behavior in the frequency domain / J. Verspecht [et al.] // IEEE MTT-S International. - 1996. - P. 218-220.

37. Root, D.E. New techniques for non-linear behavioral modeling of microwave RF ICs from simulation and nonlinear microwave measurements / D. E. Root, J. Wood, N. Tuffilaro // Design Automation Conference. - 2003. - P. 85-90

38. Wood, J. Fundamentals of nonlinear behavioral modeling for RF and microwave design / J. Wood, D. E. Root. - Artech House. - 2005 - P. 238

39. Verspecht, J. Polyharmonic distortion modeling / J. Verspecht, D. E. Root // Microwave Magazine, IEEE. - 2006. - Vol. 7. - Issue 3. - P. 44-57.

40. Cusack, J.M. Automatic load contour mapping for microwave power amplifiers / J.M. Cusack, S.M. Perlow, B.S. Perlman // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques.

- 1974. - Vol. 22. - P. 1146-1152.

41. Takayama, Y.A. New load-pull characterization method for microwave power transistors / Y.A. Takayama // Microwave Symposium, 1976 IEEE-MTT-S International. - 1976. - P. 218-220.

42. High-power time-domain measurement system with active harmonic load-pull for high efficiency base station amplifier design / J. Benedikt [et al.] // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2000. - Vol. 48. - P. 2617-2624.

43. X-parameters: The new paradigm for measurement, modeling and design of nonlinear RF and microwave components / D.E. Root [et al.] // Microwave Engineering Europe. - 2008. - P. 16-21.

44. Root, D.E. X-parameters: Commercial implementations of the latest technology enable mainstream applications / D.E. Root // Microwave Journal: Expert Advice. - 2009. - P. 10.

45. Simpson, G. Load Pull + NVNA = Enchanced X-Parameters for PA Designs with High Mismatch and Technology-Independent Large-Signal Device Models / G. Simpson, J. Horn, D. Gunyan, D.E. Root // 72nd Automatic RF Techniques Group Conf. - 2008. - P. 88-91.

46. Vye, D. X-parameters fundamentally changing nonlinear microwave design / D. Vye // Microwave Journal. - 2010. - Vol. 53. - No. 3 Cover Article. - P. 22-44.

47. Horn, J. GaN device modeling with X-parameters / J. Horn, D.E. Root, G. Simpson // Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium (CSICS), 2010 IEEE. - 2010, - P. 1-4.

48. Device modeling with NVNAs and X-parameters / D.E. Root [et al.] // 2010 Workshop on Integrated Nonlinear Microwave and Millimeter-Wave Circuits (INMMIC). - 2010. - P. 12-15.

49. Bespalko, D.T. X-parameter measurement challenges for unmatched device characterization / D.T. Bespalko, S. Boumaiza // 75th ARFTG Microwave Measurements Conference.

- 2010. - P. 12-15.

50. Разработка мощного ВЧ полевого транзистора с изолированным затвором с отдаваемой мощностью 5+10 Вт на частоте 100 МГц [Текст]: отчет по ОКР / п/я А-3562; руков. Сопов О.В. // - М.: 1974 г. - С. 125. - Библиограф.: 123-125 с. - №255/144.

51. Зи, С Физика полупроводниковых приборов / С. Зи // Москва, издательство «Мир». -1984. - C. 912.

52. Кроуфорд, Р Схемные применения МОП-транзисторов / Р. Кроуфорд // Москва, издательство «Мир». - 1984. - C. 192.

53. Кобболд, Р. Теория и применение полевых транзисторов / Р. Кобболд // Ленинград, издательство «Энергия». - 1975. - C. 304.

54. Окснер Мощные полевые транзисторы и их применение / Э.С. Окснер // Москва. Издательство «Радио и связь». - 1985. - C. 288.

55. Разработка и освоение производства на отечественном предприятии мощных LDMOS импульсных транзисторов с выходной мощностью до 200 Вт в S-диапазоне частот [Текст]: отчет о ОКР: 61-62 / Акцион. общество научно-производств. Предприятие «Пульсар»; руков. Бычков, С.С.; исполн.: А.К. Бельков, Т.Н. Пекарчук, С.М. Романовский // М.: 2017. - C. 61. -№ ГР 94334. - Инв. №4101441105014.

56. MathWorks, Inc. [Электронный ресурс]. - https://matlab/products/matlab/, режим доступа: свободный (дата обращения: 07.06.2018).

57. National Instruments [Электронный ресурс].- www. awrcorp. com/ru/products/mi crowave-office, режим доступа: свободный (дата обращения: 07.06.2018).

58. Modeling, analysis, and design of RF LDMOS devices using harmonic balance device simulation / F. M. Rotella [et al.] // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2000. - Vol. 48. - Issue 6. - P. 991-999.

59. Maas, S.A. Nonlinear Microwave and RF Circuits / S. A. Maas - Artech House. - 2003. -

P. 604.

60. Маас, С.А. Нелинейный анализ в СВЧ проектировании / С.А. Маас // Инженерная микроэлектроника. - 1998. - Вып. 2. С. 30-34.

61. Prediction of IMD in LDMOS Transistor Amplifiers using a New Large-Signal Model / C. Fager [et al.] // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2002. - Vol. 50. -Issue 12. - P. 2834-2842.

62. Wood, J. Behavioral modeling and linearization of RF power amplifier using artificial neural networks / J. Wood - Artech House. - 2014. - P. 378.

63. Grabinski, W. Transistor level modeling for analog/RF IC design / W. Grabinski, Bart Nauwelaers, Dominique Schreurs // Springer. - 2006. - P. 297.

64. Novis, S.R. IMD parameters describe LDMOS device performance / S. R. Novis, L. Pelletier // Microwave and RF. - 1998. - Vol. 37. - P. 69-74.

65. Bouny, J.J. Advantages of LDMOS in high power linear amplification / J.J. Bouny // Microwave Engineering Europe. - 1996. - P. 37-40.

66. Carvalho, N.B. Large- and small-signal IMD behavior of microwave power amplifiers / N. B. Carvalho, J.C. Pedro // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 1999. - Vol. 47. - P. 2364-74.

67. Thermal resistance modelling of RF high power bipolar transistors / K. Mouthaan [et al.] // Solid-State Device Research Conference, Proceeding of the 27th European. - 1997. - P. 4.

68. Whang, J. Thermal characterization and modeling of LDMOS FETs / J. Whang. Massachusetts Institute of Technology. Cambridge, Massachusetts, United States. - 2000. - P. 91.

69. Thermal resistance modeling for the electrothermal layout of high-power RF transistors / P. H. Aaen [et al.] // Microwave Symposium Digest (MTT), 2010 IEEE MTT-S International. - 2010. - P. 4.

70. Modeling of RF and microwave high-power transistors / P. H. Aaen [et al.] // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2012. - Vol. 60. - Issue 12. - P. 4013-4023.

71. Johnson, E. M. The Effects of Material Interfaces on Thermal Resistance Values for HighPower Microwave Transistors / E. M. Johnson [et al.] // 79th ARFTG Microwave Measurement Conference. - 2012. - P. 5.

72. А.Д. Першин Создание нелинейной модели мощного СВЧ LDMOS транзистора / А.Д. Першин [и др.] // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. - 2011. -Том. 11. - Номер 1. - С. 157-160.

73. Моделирование распределенного сопротивления высоколегированного истокового р-слоя подложки в генераторных LDMOS-транзисторах / СА. Ерохин [и др.] // М.: Электронная техника. - 2009. - Серия 2. - Полупроводниковые приборы. - Вып. 2. -С. 11-17.

74. Lourandakis, E. On-wafer microwave measurements and de-embedding Circuits / E. Lourandakis. - Artech House. - 2016. - P. 256.

75. P. J. van Wijnen A new straight forward calibration and correction procedure for on-wafer high frequency S-parameter measurements (45 MHz-18 GHz) / P.J. van Wijnen, H.R. Claessen, E.A. Wolsheimer // IEEE Bipolar Circuits and Technology Meeting Proc. - Sept. 1987. - P. 70-73.

76. Advanced technique for broadband on-wafer RF device characterization / R. F. Scholz [et al] // 63rd ARFTG Microwave Measurements Conference. - June 2004. - P. 83-90.

77. Keysight Technologies, Product Note 8510-8A, Network Analysis Applying the 8510 TRL Calibration for Non-Coaxial Measurements. - 2017. - P. 25.

78. Keysight Technologies, Product Note 8720-2, In-Fixture Microstrip Measurements Using TRL Calibration. - 2014. - P. 16.

79. Shih, C. Advanced TRL (Through-Reflect-Line) fixture design and error analyses for RF high power transistor characterization and automatic load pull measurement / C. Shih // 51st ARFTG Microwave Measurements Conference. - June 1998. - P. 72-76.

80. Engen, G.F. Thru-Reflect-Line: An Improved Technique for Calibrating the Dual Six-Port Automatic Network Analyzer / G.F. Engen, C.A. Hoer // IEEE Transactions Microwave Theory and Techniques. - Dec. 1979. - Vol. 27. - Issue 12. - P. 987-993.

81. Fleury, J. Designing and characterizing TRL fixture calibration standards for device modeling / J. Fleury, O. Bernard // Applied Microwave and Wireless. - 2001 - Vol. 13. - P. 26-55.

82. Keysight Technologies, Product Note 1364-1, De-embedding and embedding S-parameter networks using a vector network analyzer. - 2017. - P. 25.

83. Keysight Technologies, Ultra-Low Impedance Measurements Using 2-Port Measurements, Application Note. - 2017. - P. 25.

84. Rizvi, S.A.P. Klopfenstein tapered 2-18 GHz microstrip balun / S.A.P. Rizvi, R.A.A. Khan // Proceedings of 2012 9th international Bhurban Conference on Applied Sciences and Technology (IBCAST). - 9-12 Jan. 2012. - P. 359-362.

85. Design optimization of the exponentially tapered microstrip impedance matching sections using a cost effective 3-D-SONNET-based SVRM with the particle swarm intelligence / M.A. Belen [et al.] // PIERS Proceedings. - Aug. 2013. - P. 1490-1494.

86. Ahmed, M. J. Impedance transformation equations for exponential, cosine-squared, and parabolic tapered transmission lines / M. J. Ahmed // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - Jan. 1981. - Vol. 29. - Issue 1. - P. 67-68.

87. HICUM parameter extraction methodology for a single transistor geometry / D. Berger [et al.] // Proceedings of the Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology Meeting. - Oct. 2002 - P. 116119.

88. A computationally efficient physics-based compact bipolar transistor model for circuit design-part II: parameter extraction and experimental results / S. Fregonese [et al.] // IEEE Transactions on Electron Devices. - Feb. 2006. - Vol. 53. - Issue 2. - P. 287-295.

89. Многоцелевой синтез мощного СВЧ транзисторного каскада / В.Л. Аронов [и др.] // М.: Электронная техника. - 2011. - Серия 2. - Полупроводниковые приборы. - Вып. 1. -С. 3-18.

90. Аронов В.Л. Низкочастотное возбуждение в мощном СВЧ транзисторном каскаде / Аронов В.Л. // М.: Электронная техника. - 2009. - Серия 2. - Полупроводниковые приборы. -Вып. 2. - C. 33-39.

91. Ansys Inc. [Электронный ресурс]. -https://www.ansys.com/products/electronics/ANSYS-HFSS, режим доступа: свободный (дата обращения: 20.06.2018).

92. Volakis, J.L. Finite element method for electromagnetic: antennas, microwave circuits and scattering applications / J.L. Volakis, A. Chatterjee, and L.C. Kempel. - Wiley-IEEE Press. - June 1998. - P. 368.

93. Polycarpou, A.C. The finite-element method for modeling circuits and interconnects for electronic packaging / A. C. Polycarpou, P. A. Tirkas, and C. A. Balanis // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - Oct. 1997. - Vol. 45. - Issue 10. - P. 1868-1874.

94. Equivalent-circuit modeling and verification of metal-ceramic packages for RF and microwave power transistors / T. Liang [et al.] // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - June 1999. - Vol. 47 - Issue 6. - P. 709-714.

95. Rudolph, M. Nonlinear Transistor Model parameter Extraction Techniques / M. Rudolph, C. Fager, D.E. Root. - Cambridge University Press. - 2012. - P. 368.

96. Евстигнеев, А.С. Характеристики системы проводник-полупроводниковый кристалл / А.С. Евстигнеев // М.: Электронная техника. - 1982. - Серия 2. - Полупроводниковые приборы. - Вып. 7. - С. 53-58.

97. J.H. Titizian, J.A. Burger, Y.H. Kim. Radio frequency power device // Патент US 6181200 от 09.04.1999. Опубл. 25.09.2002.

98. Microwave modelling and measurement of the self- and mutual inductance of coupled bondwires / K. Mouthaan [et al.] // Proceedings of the Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology Meeting. - 1997. - P. 166-169.

99. Performance improvement in larger RF LDMOSFET power amplifiers / C. Ito [et al.] // Proc. Asia-Pacific Microwave Conference. - 2001. - P. 4.

100. Johansson, T. A novel approach to 3-D modeling of packaged RF power transistors / T. Johansson, T. Arnborg // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - June 1999. -Vol. 47. - Issue. 6. - P. 760-768.

101. Karamakar, A. Full-wave analysis and characterization of RF package for MEMS application / A. Karamakar, K. Singh // Microwave Review. - Aug. 2016. - Vol. 22. - Issue 1. -P. 17-22.

102. Aaen, P. H. Simulation and modeling of matching networks within RF/microwave power transistors // Ph.D. dissertation. Arizona State University, Tempe, AZ. - May 2005. - P. 177.