RU2657324C2 - Application of industrial watch stone as the millimeter range wave length semiconductor device housing and the oscillator with such device - Google Patents

Application of industrial watch stone as the millimeter range wave length semiconductor device housing and the oscillator with such device Download PDF

Info

Publication number
RU2657324C2
RU2657324C2 RU2016141316A RU2016141316A RU2657324C2 RU 2657324 C2 RU2657324 C2 RU 2657324C2 RU 2016141316 A RU2016141316 A RU 2016141316A RU 2016141316 A RU2016141316 A RU 2016141316A RU 2657324 C2 RU2657324 C2 RU 2657324C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generator
sleeve
waveguide
stone
housing
Prior art date
Application number
RU2016141316A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016141316A (en
Inventor
Николай Федорович Карушкин
Илья Андреевич Обухов
Елизавета Алексеевна Смирнова
Original Assignee
ООО "НПО "Синергетика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "НПО "Синергетика" filed Critical ООО "НПО "Синергетика"
Priority to RU2016141316A priority Critical patent/RU2657324C2/en
Publication of RU2016141316A publication Critical patent/RU2016141316A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2657324C2 publication Critical patent/RU2657324C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used in the development and production of semiconductor devices for SHF electronic equipment in the millimeter wavelength range. SHF oscillator of the millimeter wavelength range contains an avalanche transit time diode located in the housing, which is made of bushing type industrial watch stone.
EFFECT: technical result of the invention is the creation of a housing for a SHF semiconductor element in the millimeter range, which provides an improvement in the parameters of this element by increasing its output power and reducing its own losses.
12 cl, 5 dwg

Description

Группа изобретений относится к радиотехнике и может быть использована при разработке и производстве полупроводниковых приборов электронной техники СВЧ: генераторов, усилителей, быстродействующих устройств для управления амплитудой и фазой электромагнитных колебаний в миллиметровом диапазоне длин волн.The group of inventions relates to radio engineering and can be used in the design and manufacture of semiconductor devices for microwave electronics: generators, amplifiers, high-speed devices for controlling the amplitude and phase of electromagnetic waves in the millimeter wavelength range.

С целью увеличения надёжности устройств полупроводниковые устройства СВЧ монтируются в керамические корпуса (Патент РФ №2351037, опубл. 27.03.2009). In order to increase the reliability of devices, microwave semiconductor devices are mounted in ceramic cases (RF Patent No. 2351037, publ. 03/27/2009).

Недостатком керамических корпусов для полупроводниковых приборов СВЧ в миллиметровом диапазоне является то, что сопротивление потерь корпуса соизмеримо с омическими потерями полупроводниковых структур СВЧ-устройств (например, лавинно пролётный диод имеет величину отрицательного сопротивления ~20 Ом на частоте ~100 ГГц), а также то, что для монтажа керамического корпуса на теплоотводящую поверхность и закрытия крышки, с целью обеспечения герметичности, применяется пайка расплавленным припоем, что неизбежно вносит дополнительные потери и снижает процент выхода годных устройств из-за неидентичности геометрии этих размеров корпусов.The disadvantage of ceramic housings for microwave semiconductor devices in the millimeter range is that the resistance of the case losses is commensurate with the ohmic losses of the semiconductor structures of microwave devices (for example, an avalanche span diode has a negative resistance value of ~ 20 Ohms at a frequency of ~ 100 GHz), and also, that for mounting the ceramic body on the heat sink surface and closing the lid, in order to ensure tightness, soldering with molten solder is used, which inevitably introduces additional losses reduces the percentage yield of devices due to the geometry of these non-identical housings sizes.

Кроме того, применение в миллиметровом диапазоне, металлокерамических корпусов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками, ограничивается емкостью корпуса, при этом в коротковолновой части СВЧ-диапазона размеры известных корпусов становятся соизмеримыми с длиной волны, вследствие чего корпус не может рассматриваться при разработке и расчетах схемы диода как параллельно включенная емкость сосредоточенного типа. В этом случае в конструкции полупроводникового элемента необходимо вводить дополнительные настройки, штыри, диафрагмы и т.д., что неизбежно ведет к уменьшению диапазона работы устройства, повышению потерь, сложности настройки на заданный диапазон.In addition, the use in the millimeter range of metal-ceramic cases with high performance is limited by the capacity of the case, while in the short-wave part of the microwave range the dimensions of the known cases become comparable with the wavelength, as a result of which the case cannot be considered when developing and calculating the diode circuit as in parallel capacitance of a concentrated type. In this case, additional settings, pins, diaphragms, etc., must be introduced into the design of the semiconductor element, which inevitably leads to a decrease in the range of operation of the device, an increase in losses, and complexity of tuning to a given range.

Анализ частотных характеристик в коротковолновой части миллиметрового диапазона: генераторов, усилителей, модуляторов и т.д. - волноводного типа показал, что корпус диода целесообразно рассматривать как радиальную линию, расположенную на широкой стенке волновода с размерами, которые обеспечивают трансформацию входного импеданса линии передачи электромагнитной энергии к клеммам диодной структуры для реализации условий параллельного резонанса (высокоимпедансного состояния) в схеме диода. При заданных и контролируемых параметрах диодной структуры и индуктивности её монтажа достигается широкополосное согласование диода с волноводной линией передачи. Analysis of frequency characteristics in the short-wave part of the millimeter range: generators, amplifiers, modulators, etc. - the waveguide type showed that it is advisable to consider the diode body as a radial line located on a wide wall of the waveguide with dimensions that ensure the transformation of the input impedance of the electromagnetic energy transmission line to the terminals of the diode structure to realize parallel resonance (high-impedance state) conditions in the diode circuit. With given and controlled parameters of the diode structure and the inductance of its installation, broadband matching of the diode with the waveguide transmission line is achieved.

Техническим результатом, на получение которого направлено изобретение, является создание корпуса для полупроводникового элемента СВЧ в миллиметровом диапазоне, обеспечивающего улучшение параметров этого элемента за счет увеличения уровня его выходной мощности и уменьшения собственных потерь (снижение омических сопротивлений в цепи полупроводникового прибора СВЧ).The technical result to which the invention is directed is the creation of a housing for a microwave semiconductor element in the millimeter range, which improves the parameters of this element by increasing its output power and reducing its own losses (reducing ohmic resistances in the circuit of a microwave semiconductor device).

Технический результат достигается при применении в качестве корпуса для полупроводникового элемента СВЧ в миллиметровом диапазоне готового изделия иного назначения – промышленного часового камня типа втулка, изготовленного из синтетического корунда – рубина – 10 (ГОСТ 22029-76) и применяемого в часовой промышленности в качестве опоры для оси элементов часового механизма.The technical result is achieved when used as a case for a microwave semiconductor element in the millimeter range of a finished product for another purpose - an industrial watch stone such as a sleeve made of synthetic corundum - ruby - 10 (GOST 22029-76) and used in the watch industry as a support for the axis elements of the clockwork.

Другим техническим результатом, на который направлено изобретение, является создание генератора СВЧ колебаний миллиметрового диапазона длин волн, на лавинно-пролетном диоде, с использованием в качестве корпуса диода промышленного часового камня типа втулка, изготовленного из синтетического корунда – рубина – 10.Another technical result that the invention is directed to is the creation of a millimeter-wave microwave oscillation generator using an avalanche-span diode, using a sleeve made of synthetic corundum - ruby - 10 as an industrial watch stone diode case.

Диэлектрическая проницаемость рубина имеет значение 9. Примерное значение диэлектрической проницаемости составляет 8,7 и 9, соответственно, для алюмооксидной (Al2O3) и алюмонитридной (AlN) керамики, используемых при изготовлении корпусов для элементов СВЧ в миллиметровом диапазоне (http://www.nevz-ceramics.com/ru/produktyi-i-materialyi/podlozhki.html).The dielectric constant of ruby is 9. The approximate dielectric constant is 8.7 and 9, respectively, for alumina (Al 2 O 3 ) and aluminitride (AlN) ceramics used in the manufacture of cases for microwave elements in the millimeter range (http: // www.nevz-ceramics.com/en/produktyi-i-materialyi/podlozhki.html).

Тангенс диэлектрических потерь для рубина-10 составляет 0,0002, а для указанных керамик 0,0002 и 0,0003, соответственно. Удельное объемное сопротивление 1014 у рубина-10 и 1014, 1015 у керамик, соответственно. Конструкция часового камня типа втулки представляет собой плоский цилиндр со сквозным цилиндрическим отверстием (ТУ 25-1895-005-86), что аналогично обычной конструкции керамического корпуса для полупроводникового элемента СВЧ в миллиметровом диапазоне. Технология их изготовления отработана в течение длительного использования для целей часовой промышленности, что позволяет обеспечить высокое качество идентичных изделий.The dielectric loss tangent for ruby-10 is 0.0002, and for the indicated ceramics 0.0002 and 0.0003, respectively. The specific volume resistivity is 10 14 for ruby-10 and 10 14 , 10 15 for ceramics, respectively. The design of a watch stone of the sleeve type is a flat cylinder with a through cylindrical hole (TU 25-1895-005-86), which is similar to the usual design of a ceramic case for a microwave semiconductor element in the millimeter range. The technology for their manufacture has been developed over a long period of use for the watch industry, which ensures high quality identical products.

Применение в качестве корпуса полупроводникового элемента СВЧ в миллиметровом диапазоне рубиновой промышленной втулки обеспечивает снижение омического сопротивления в контактах диодов и массовую сборку диодов с высоким процентом выхода годных для применения в технике СВЧ.The use of a ruby industrial sleeve as a case of a microwave semiconductor element in the millimeter range provides a reduction in the ohmic resistance in the contacts of the diodes and the mass assembly of diodes with a high percentage of output suitable for use in the microwave technology.

Снижение потерь при применении рубиновых промышленных втулок достигается за счет металлизации торцов втулок методом напыления контактов в вакууме на торцевые поверхности. Этот метод обеспечивает исключение предварительной пайки торцов корпуса за счет применения термокомпрессионной сварки корпуса к основанию диодной втулки и закрытие корпуса крышкой. Таким образом, применение рубиновых промышленных камней для сборки полупроводниковых элементов СВЧ позволяет организовать также прочность групповой сборки элементов с повышенным процентом выхода годных.Reducing losses when using ruby industrial bushings is achieved by metallization of the ends of the bushings by spraying the contacts in vacuum on the end surfaces. This method eliminates the preliminary soldering of the ends of the housing due to the application of thermocompression welding of the housing to the base of the diode sleeve and closing the housing with a cover. Thus, the use of ruby industrial stones for assembling microwave semiconductor elements also makes it possible to organize the strength of group assembly of elements with an increased yield.

Другой технический результат в виде создания синхронизированного генератора СВЧ-колебаний миллиметрового диапазона длин волн на лавинно-пролетном диоде (ЛПД), с использованием в качестве корпуса ЛПД промышленного часового камня типа втулка, достигается в устройстве, которое выполнено на ЛПД на основе волновода регулярного сечения 0,8×1,6 мм, работающего в диапазоне 110-180 ГГц, и коаксиальной линии, пересекающей волновод по широкой стенке.Another technical result in the form of creating a synchronized generator of microwave oscillations of the millimeter wavelength range on an avalanche-span diode (LPD), using an industrial watch stone as a sleeve type LPD case, is achieved in a device that is made on an LPD based on a regular section waveguide 0 , 8 × 1.6 mm, operating in the range of 110-180 GHz, and a coaxial line crossing the waveguide along a wide wall.

В коаксиальной линии установлен ЛПД (1), смонтированный в рубиновую втулку на медном штифте (Ø= 0,4 мм ~ λ/4 и высотой 0,15 мм) и антипаразитная нагрузка (2). Конструкция генератора позволяет независимо перемещать в процессе настройки положение антипаразитной нагрузки вдоль коаксиальной линии относительно волноводного канала. На одном волноводном выходе конструкции установлен скользящий поршень (3), а другой соединен через ферритовый циркулятор с нагрузкой и высокостабильным источником синхронизирующего сигнала (синтезатором). При этом требуемая величина и характер реактивности для реализации на клеммах полупроводниковой структуры параллельного резонанса достигается изменением длины радиальной линии диаметра втулки. Также в устройстве обеспечивается возможность регулировки коэффициента трансформации проводимости нагрузки n при изменении смещения оси коаксиальной линии относительно центра волновода.An LPD (1) is installed in the coaxial line, mounted in a ruby bush on a copper pin (Ø = 0.4 mm ~ λ / 4 and a height of 0.15 mm) and antiparasitic load (2). The design of the generator allows you to independently move during the tuning process the position of the antiparasitic load along the coaxial line relative to the waveguide channel. A sliding piston (3) is installed at one waveguide output of the structure, and the other is connected through a ferrite circulator to the load and a highly stable source of a synchronizing signal (synthesizer). In this case, the required magnitude and nature of the reactivity for the parallel resonance structure at the terminals of the semiconductor structure is achieved by changing the length of the radial line of the sleeve diameter. Also, the device provides the ability to adjust the transformation coefficient of the conductivity of the load n when changing the displacement of the axis of the coaxial line relative to the center of the waveguide.

Возможность изменения коэффициента трансформации n позволяет обеспечить требуемое согласование импеданса диода и нагрузки без применения дополнительных реактивных неоднородностей в выходном сечении волноводной секции ГЛПД. Изменение положения отражающей антипаразитной нагрузки изменяет параметры генератора. Так при ее положении l

Figure 00000001
≈ λ/2 относительно диода последовательно с импульсом диода подключается импеданс последовательного контура. В таких системах обеспечивается компенсация реактивных сопротивлений, улучшающая диапазонные характеристики генератора. Основным частотно-избирательным узлом СВЧ-цепи такого генератора является диод в металлодиэлектрическом корпусе с резонансной трансформацией импеданса к полупроводниковой структуре. Запасенная энергия в рассматриваемой СВЧ-системе сосредоточена в основном в области диода в корпусе, а обобщенная добротность системы оказывается минимальной.The possibility of changing the transformation coefficient n allows us to provide the required matching of the diode impedance and the load without the use of additional reactive inhomogeneities in the output section of the waveguide section of the GLPD. Changing the position of the reflective antiparasitic load changes the parameters of the generator. So with her position l
Figure 00000001
≈ λ / 2 relative to the diode, the impedance of the series circuit is connected in series with the diode pulse. In such systems, compensation of reactance is provided, which improves the range characteristics of the generator. The main frequency-selective node of the microwave circuit of such a generator is a diode in a metal-dielectric housing with a resonant transformation of the impedance to a semiconductor structure. The stored energy in the microwave system under consideration is concentrated mainly in the diode region in the housing, and the generalized Q factor of the system is minimal.

На фиг.1 показана схема генератора на ЛПД, где 1 - лавинно-пролетный диод в рубиновой втулке, 2 - антипаразитная нагрузка, 3 - скользящий поршень.Figure 1 shows the generator circuit on the LPD, where 1 is an avalanche-span diode in a ruby bush, 2 is an antiparasitic load, 3 is a sliding piston.

На фиг.2 показана p+–p–n–n+ - структура ЛПД , смонтированная внутри рубиновой втулки, где 4 – ЛПД, 5 – рубиновая втулка, 6 – позолоченный медный штифт, 7 – верхний электрод с крышкой, 8 – золотая плющена.Figure 2 shows p + –p – n – n + - the structure of the LPD mounted inside the ruby sleeve, where 4 is the LPD, 5 is the ruby sleeve, 6 is the gilded copper pin, 7 is the top electrode with the cover, 8 is gold flattened .

На фиг.3 показана упрощенная эквивалентная схема синхронизированного генератора. Пунктиром выделена схема включения ЛПД. x1; x2; x3 – реактивное сопротивление, включающее в себя сопротивление включения центрального стержня и сопротивление коаксиального шлейфа, содержащегой антипаразитную нагрузку; Zп - короткозамыкающий поршень; Zвр - волноводная нагрузка радиальной линии; rп - сопротивление потерь в диэлектрическом корпусе; rс - сопротивление потерь в контактах монтажа элементов корпуса; rs - сопротивление растекания; Ls - индуктивность контактных полосок; xd - реактивное сопротивление диодной структуры; Lрл - толщина стенки втулки, определяющей эквивалентную длину радиальной линии; rd - отрицательное сопротивление ЛПД.Figure 3 shows a simplified equivalent circuit of a synchronized generator. The dotted line indicates the circuit for switching on the LPD. x 1 ; x 2 ; x 3 - reactance, including the resistance of the inclusion of the Central rod and the resistance of the coaxial loop containing antiparasitic load; Z p - short-circuit piston; Z BP - the waveguide load of the radial line; r p - loss resistance in the dielectric housing; r with - loss resistance in the contacts of the installation of the housing elements; r s is the spreading resistance; L s is the inductance of the contact strips; x d is the reactance of the diode structure; L RL - wall thickness of the sleeve, which determines the equivalent length of the radial line; r d is the negative resistance of the LPD.

На фиг.4 показаны частотные зависимости величины входной проводимости радиальной линии Врл(r) в сечении r0 = d/2, при различных D/a (где а – размер широкой стенки волновода): 1- D/a=0,31; 2 - D/a=0,27; 3 - D/a=0,23; 4 - D/a=0,19; 5 - D/a=0,58; 6 - D/a=0,54; 7 - D/a=0,5; 8 - D/a=0,46; 9 - D/a=0,42; 10 - D/a=0,38; 11 - D/a=0,39.Figure 4 shows the frequency dependences of the input conductivity of the radial line R p (r) in the cross section r 0 = d / 2, for different D / a (where a is the size of the wide waveguide wall): 1 - D / a = 0.31 ; 2 - D / a = 0.27; 3 - D / a = 0.23; 4 - D / a = 0.19; 5 - D / a = 0.58; 6 - D / a = 0.54; 7 - D / a = 0.5; 8 - D / a = 0.46; 9 - D / a = 0.42; 10 - D / a = 0.38; 11 - D / a = 0.39.

На фиг.5 показана схема синхронизированного генератора на ЛПД, где 1 – вход в ферритовый циркулятор со стороны высокостабильного источника синхронизирующего сигнала, 2 – соединение синхронизируемого источника на ЛПД с циркулятором, 3 – выход СВЧ к нагрузке.Figure 5 shows a diagram of the synchronized generator on the LPD, where 1 is the entrance to the ferrite circulator from the highly stable source of the synchronizing signal, 2 is the connection of the synchronized source on the LPD with the circulator, 3 is the microwave output to the load.

Анализ импедансных амплитудно-частотных характеристик, применяемых ЛПД в миллиметровом диапазоне с оптимальным профилем легирования p+- p - n - n+ структур, показывает, что при величинах амплитуд сигнала, соответствующих максимальной электронной мощности, оптимальном диаметре p - n перехода модуль отрицательного сопротивления полупроводниковой структуры не превышает 2-3 Ома. В связи с этим при непосредственном включении ЛПД в высокочастотную цепь с нагрузкой, равной волновому сопротивлению линии передачи Wо, коэффициент трансформации активной составляющей импеданса нагрузки должен составлять W ο | Z | d

Figure 00000002
> 10. Очевидно, что полные потери в трансформаторе импульсов должны быть минимальны.An analysis of the impedance amplitude-frequency characteristics used by the LPD in the millimeter range with the optimal doping profile of p + - p - n - n + structures shows that, with the signal amplitudes corresponding to the maximum electron power and the optimal diameter of the p - n junction, the negative-resistance semiconductor modulus structure does not exceed 2-3 Ohm. In this regard, when an LPD is directly connected to a high-frequency circuit with a load equal to the wave impedance of the transmission line Wо, the transformation coefficient of the active component of the load impedance should be W ο | Z | d
Figure 00000002
> 10. Obviously, the total loss in the pulse transformer should be minimal.

В обеспечении высоких коэффициентов трансформации импеданса диода при включении его в цепь СВЧ и состоит основная особенность создания высокочастотных систем генераторно-усилительных устройств на ЛПД с минимальным энергетическими потерями в миллиметровом диапазоне. При этом наиболее целесообразным является создание трансформатора в непосредственной близости к полупроводниковой структуре. Выполнение такого трансформатора с минимальными собственными потерями и коэффициентом трансформации импедансов (К) в высокочастотную цепь устройства включает трансформированное отрицательное сопротивление диода, модуль которого значительно превышает сопротивление потерь в линии передачи.The main feature of creating high-frequency systems of generator-amplifier devices on LPD with minimal energy losses in the millimeter range is in ensuring high transformation coefficients of the impedance of the diode when it is included in the microwave circuit. In this case, the most appropriate is the creation of a transformer in close proximity to the semiconductor structure. The implementation of such a transformer with minimal intrinsic losses and the coefficient of transformation of impedances (K) into the high-frequency circuit of the device includes a transformed negative resistance of the diode, the module of which significantly exceeds the loss resistance in the transmission line.

При создании генераторов и усилителей с использованием ЛПД в миллиметровом диапазоне в качестве трансформатора импеданса целесообразно использовать металлодиэлектрические корпуса с распределенными параметрами.When creating generators and amplifiers using LPD in the millimeter range, it is advisable to use metal-dielectric cases with distributed parameters as an impedance transformer.

В этом случае металлодиэлектрический корпус целесообразно рассматривать как радиальную линию с распределенными параметрами, обеспечивающую трансформацию входного импеданса линий передачи к клеммам включения диодной структуры для реализаций условий параллельного резонанса в схеме устройства.In this case, it is advisable to consider the metal-dielectric casing as a radial line with distributed parameters, which ensures the transformation of the input impedance of the transmission lines to the diode structure inclusion terminals for realizing parallel resonance conditions in the device circuit.

Величина и характер импеданса радиальной линии, приводимой к клеммам диодной структуры, определяется выражением:The magnitude and nature of the impedance of the radial line driven to the terminals of the diode structure is determined by the expression:

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где Ct(x, y) – большой радиальный котангенс;where Ct (x, y) is the large radial cotangent;

Figure 00000004
Figure 00000004

где λ- длина волны;where λ is the wavelength;

ε – диэлектрическая проницаемость рубиновой втулки;ε is the dielectric constant of the ruby sleeve;

r – внешний радиус втулки;r is the outer radius of the sleeve;

r0 – внутренний радиус втулки;r 0 is the inner radius of the sleeve;

h- высота втулки.h is the height of the sleeve.

Видно, что изменением длины радиальной линии диаметра втулки достигается требуемая величина и характер реактивности для реализации на клеммах полупроводниковой структуры параллельного резонанса. При заданных размерах радиальной линии частота параллельного резонанса подбирается значением Ls(фиг. 3).It is seen that by changing the length of the radial line of the diameter of the sleeve, the required value and nature of the reactivity is achieved for the parallel resonance structure to be realized at the terminals of the semiconductor structure. Given the dimensions of the radial line, the frequency of parallel resonance is selected by the value of L s (Fig. 3).

На практике величина Ls может задаться выбором ширины контактной плющины (5), соединяющей диодную структуру с корпусом.In practice, the value of L s can be set by choosing the width of the contact plus (5) connecting the diode structure with the housing.

ЛПД выполнен на кремниевой полупроводниковой структуре p+- p – n - n+ - типа и диаметром p-n-перехода чипа 20-30 мкм с оптимальным профилем легирования для достижения максимальных энергетических параметров:The LPD is made on a silicon p + - p - n - n + - type silicon semiconductor structure and a pn junction diameter of the chip of 20-30 μm with an optimal doping profile to achieve maximum energy parameters:

Np=4,0х1017 см-3; Lp = 0,2 мкм; Nn=3,5х1017 см-3; Ln = 0,2 мкм.N p = 4.0x10 17 cm -3 ; L p = 0.2 μm; N n = 3.5x10 17 cm -3 ; L n = 0.2 μm.

Важной особенностью разработанной конструкции генератора на ЛПД является возможность регулировки коэффициента трансформации проводимости нагрузки n при изменении смещения оси коаксиальной линии относительно центра волновода. Возможность изменения коэффициента трансформации n позволяет обеспечить требуемое согласование импеданса диода и нагрузки без применения дополнительных реактивных неоднородностей в выходном сечении волноводной секции генератора.An important feature of the developed design of the generator on the LPD is the ability to adjust the transformation coefficient of the conductivity of the load n when changing the displacement of the axis of the coaxial line relative to the center of the waveguide. The possibility of changing the transformation coefficient n allows us to provide the required matching of the diode impedance and the load without the use of additional reactive inhomogeneities in the output section of the waveguide section of the generator.

В результате основным частотно-избирательным узлом СВЧ-цепи ГЛПД является корпусированный диод с резонансной трансформацией импеданса к полупроводниковой структуре. Запасенная энергия в такой СВЧ-системе сосредоточена в основном в области корпусированного диода и обобщенная добротность системы оказывается минимальной.As a result, the main frequency-selective node of the microwave HFLD circuit is a packaged diode with a resonant transformation of the impedance to a semiconductor structure. The stored energy in such a microwave system is concentrated mainly in the region of the packaged diode, and the generalized Q factor of the system is minimal.

Изменение положения отражающей антипаразитной нагрузки изменяет параметры генератора. Так при ее положении l

Figure 00000001
≈ λ/2 относительно диода последовательно с импульсом диода подключается импеданс последовательного контура. Известно, что в таких системах обеспечивается компенсация реактивных сопротивлений, улучшающая диапазонные характеристики генератора.Changing the position of the reflective antiparasitic load changes the parameters of the generator. So with her position l
Figure 00000001
≈ λ / 2 relative to the diode, the impedance of the series circuit is connected in series with the diode pulse. It is known that in such systems compensation of reactance is provided, which improves the range characteristics of the generator.

Claims (12)

1. Применение промышленного часового камня в качестве корпуса для полупроводникового элемента СВЧ в миллиметровом диапазоне.1. The use of industrial watch stone as a case for a microwave semiconductor element in the millimeter range. 2. Применение по п.1, отличающееся тем, что промышленный часовой камень выполнен в форме втулки.2. The use according to claim 1, characterized in that the industrial watch stone is made in the form of a sleeve. 3. Применение по п.1, отличающееся тем, что промышленный часовой камень выполнен из синтетического корунда – рубина – 10.3. The use according to claim 1, characterized in that the industrial watch stone is made of synthetic corundum - ruby - 10. 4. Применение по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, один торец втулки выполнен металлизированным.4. The use according to claim 1, characterized in that at least one end of the sleeve is metallized. 5. Применение по п.1, отличающееся тем, что металлизация, по крайней мере, одного торца втулки выполнена методом напыления в вакууме.5. The use according to claim 1, characterized in that the metallization of at least one end of the sleeve is made by spraying in vacuum. 6. Генератор СВЧ-колебаний миллиметрового диапазона длин волн, содержащий лавинно-пролетный диод, расположенный в корпусе, антипаразитную нагрузку, отличающийся тем, что корпус выполнен из промышленного часового камня типа втулка.6. Generator of microwave oscillations of the millimeter wavelength range, containing an avalanche-span diode located in the housing, antiparasitic load, characterized in that the housing is made of industrial watch stone type sleeve. 7. Генератор по п.6, отличающийся тем, что камень выполнен из синтетического корунда – рубина – 107. The generator according to claim 6, characterized in that the stone is made of synthetic corundum - ruby - 10 8. Генератор по п.6, отличающийся тем, что выполнен на основе волновода регулярного сечения 0,8×1,6 мм, работающего в диапазоне 110-180 ГГц, и коаксиальной линии, пересекающей волновод по широкой стенке.8. The generator according to claim 6, characterized in that it is made on the basis of a waveguide of regular cross section 0.8 × 1.6 mm, operating in the range of 110-180 GHz, and a coaxial line crossing the waveguide along a wide wall. 9. Генератор по п.8, отличающийся тем, что лавинно-пролетный диод установлен на медном штифте в коаксиальной линии, которая выполнена с возможностью независимого перемещения вдоль коаксиальной линии антипаразитной нагрузки относительно волноводного канала.9. The generator of claim 8, characterized in that the avalanche-span diode is mounted on a copper pin in a coaxial line, which is made with the possibility of independent movement along the coaxial line of the antiparasitic load relative to the waveguide channel. 10. Генератор по п.8, отличающийся тем, что один волноводный выход конструкции выполнен со скользящим закорачивающим поршнем, а другой выполнен с соединением через ферритовый циркулятор с нагрузкой и высоко-стабильным источником синхронизирующего сигнала.10. The generator according to claim 8, characterized in that one waveguide output of the structure is made with a sliding shorting piston, and the other is connected through a ferrite circulator with a load and a highly stable source of a synchronizing signal. 11. Генератор по п.8, отличающийся тем, что выполнен с возможностью изменения длины радиальной линии диаметра втулки.11. The generator of claim 8, characterized in that it is arranged to change the length of the radial line of the diameter of the sleeve. 12. Генератор по п.8, отличающийся тем, что выполнен с возможностью смещения оси коаксиальной линии относительно центра волновода.12. The generator of claim 8, characterized in that it is configured to offset the axis of the coaxial line relative to the center of the waveguide.
RU2016141316A 2016-10-20 2016-10-20 Application of industrial watch stone as the millimeter range wave length semiconductor device housing and the oscillator with such device RU2657324C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141316A RU2657324C2 (en) 2016-10-20 2016-10-20 Application of industrial watch stone as the millimeter range wave length semiconductor device housing and the oscillator with such device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141316A RU2657324C2 (en) 2016-10-20 2016-10-20 Application of industrial watch stone as the millimeter range wave length semiconductor device housing and the oscillator with such device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016141316A RU2016141316A (en) 2018-04-20
RU2657324C2 true RU2657324C2 (en) 2018-06-13

Family

ID=61974565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016141316A RU2657324C2 (en) 2016-10-20 2016-10-20 Application of industrial watch stone as the millimeter range wave length semiconductor device housing and the oscillator with such device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657324C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5587461A (en) * 1978-12-26 1980-07-02 Fujitsu Ltd Microwave integrated circuit package
RU2079931C1 (en) * 1992-12-31 1997-05-20 Государственное научно-производственное предприятие "Исток" Microwave integrated-circuit case
RU2351037C1 (en) * 2007-07-23 2009-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Case for microwave semiconductor device and method of its manufacture
RU2398331C2 (en) * 2005-06-30 2010-08-27 Сименс Акциенгезелльшафт Gas-tight sealed case for energy-transfer device
RU2014135709A (en) * 2012-02-03 2016-03-27 Сикпа Холдинг Са SYSTEM AND METHOD FOR IDENTIFICATION AND INSTALLATION OF AUTHENTICITY OF THE CLOCK
JP2016163006A (en) * 2015-03-05 2016-09-05 株式会社東芝 Microwave semiconductor package and microwave semiconductor module

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5587461A (en) * 1978-12-26 1980-07-02 Fujitsu Ltd Microwave integrated circuit package
RU2079931C1 (en) * 1992-12-31 1997-05-20 Государственное научно-производственное предприятие "Исток" Microwave integrated-circuit case
RU2398331C2 (en) * 2005-06-30 2010-08-27 Сименс Акциенгезелльшафт Gas-tight sealed case for energy-transfer device
RU2351037C1 (en) * 2007-07-23 2009-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Case for microwave semiconductor device and method of its manufacture
RU2014135709A (en) * 2012-02-03 2016-03-27 Сикпа Холдинг Са SYSTEM AND METHOD FOR IDENTIFICATION AND INSTALLATION OF AUTHENTICITY OF THE CLOCK
JP2016163006A (en) * 2015-03-05 2016-09-05 株式会社東芝 Microwave semiconductor package and microwave semiconductor module

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016141316A (en) 2018-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7586381B2 (en) User-definable, low cost, low phase hit and spectrally pure tunable oscillator
TW384546B (en) Coplanar oscillator circuit structures
US7133180B2 (en) Resonant impedance matching in microwave and RF device
CN103201898B (en) Electromagnetic resonance coupler
US10547096B2 (en) Microwave cavity resonator stabilized oscillator
Ye et al. A 165-GHz transmitter with 10.6% peak DC-to-RF efficiency and 0.68-pJ/b energy efficiency in 65-nm bulk CMOS
JP2010087469A (en) High frequency package device and manufacturing method thereof
EP0394375B1 (en) Diode device packaging arrangement
US4032865A (en) Radial impedance matching device package
Samanta et al. 60 GHz multi-chip-module receiver with substrate integrated waveguide antenna and filter
US4054875A (en) Microwave circuit for operating on microwave radiations
RU2657324C2 (en) Application of industrial watch stone as the millimeter range wave length semiconductor device housing and the oscillator with such device
US4426628A (en) Millimeter wave oscillator with enhanced dielectric coupler
US20040012459A1 (en) Balanced high isolation fast state transitioning switch apparatus
US6144264A (en) High Q-factor oscillator circuit
Poddar et al. Slow wave resonator based tunable oscillators
Cuenca et al. Low-loss mm-wave transition from on-chip microstrip to rectangular waveguide
TW201316615A (en) Apparatus and method of antenna using non-contact resonator coupling
US3803514A (en) Microwave oscillator
Wong et al. Impedance tuner using BST varactors in alumina-based IPD technology
US3775701A (en) Semiconductor diode mounting and resonator structure for operation in the ehf microwave range
CN108878243A (en) Surface wave plasma process equipment
EP2654066B1 (en) Microwave adaptors and related oscillator systems
US4768079A (en) Field effect transistor device
Chang Millimeter-wave (W-band) quartz image guide Gunn oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201021