dispositivo semiconductores de microondas

Capítulo 9
C ít l 9:
Dispositivos semiconductores en microondas
Casi todos los circuitos de microondas y radiofrecuencia utilizan
alguno
alg no de estos tres dispositi os: diodos de barrera Schottk
dispositivos:
Schottky,
transistores de unión p-n o transistores de efecto de campo (FETs).
Dentro de esta amplia gama hay varios tipos de dispositivos: gran
variedad de diodos de barreraSchottky transistores de unión bipolar
Schottky,
(BJTs), de heterounión bipolar (HBTs), FETs con epitaxia metal
semiconductor (MESFET), transistores de alta movilidad de electrones
(HEMTs),
(HEMTs) transistores metal óxido semiconductor (MOSFET) y
metal-óxido-semiconductor
transistores de unión FET (JFET).
El presente capítulo aporta una descripción del modelo de los
anterioresdispositivos en alta frecuencia.
frecuencia
Grupo de Radiofrecuencia, UC3M, Septiembre 2009.
Tema 9:Dispositivos semiconductores en Microondas

Microondas-9- 1

ÍNDICE
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Índice.
Índice
Introducción a los dispositivos de estado sólido.
Diodos basados en dispositivos de barrera Schottky.
Varactores.
Transistores basados en uniones bipolares.
Transistores basadosdispositivos de efecto de campo.
T
i
b d di
ii
d f
d
Ejemplo de tablas de características de dispositivos

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Microondas-9- 2

INTRODUCCIÓN A LOS DISPOSITIVOS DE
ESTADO SÓLIDO
•
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La mayor parte de los dispositivos de microondas y de RF se diseñan en base a:
diodos de barrera Schottky,transistores bipolares y transistores de efecto de campo
FET.
Nomenclatura:
– Dispositivos activos basados en transistores, FET o bipolares.
p
,
p
– Dispositivos pasivos basados en diodos.

•

De modo general se pueden tomar los siguientes dispositivos y aplicaciones:
–
–
–
–

Diodo Schottky: mezcladores multiplicadores de frecuencia, moduladores
mezcladores,
frecuencia
Diodosvaráctores: VCOs, multiplicadores de frecuencia
Transistores bipolares (BJT): amplificadores de pequeña señal (no de bajo ruido)
Transistores bipolares de “heterounión” (HBT): amplificadores de potencia, osciladores
potencia
de bajo ruido
– Transistores de efecto de campo (JFET): amplificadores de bajo ruido, mezcladores,
osciladores y conmutadores.
conmutadores
– MESFET: amplificadores debajo ruido, mezcladores, multiplicadores, y osciladores.
– HEMT (high electron mobility transistor): igual que el FET con un mayor margen de
frecuencias.
frecuencias
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Microondas-9- 3

RESUMEN DE DISPOSITIVOS DE ESTADO
SÓLIDO (año 2005) (I)
Dispositivo

Rango de frecuenciasCaracterísticas y aplicaciones

Diodo Schottky

Desde RF a submilimétricas

Mezcladores, moduladores, detectores y
multiplicadores.

Varactores y SRDs

Varactor p n hasta 50 GHz
p-n
GHz,
varactor Schottky hasta cientos de
GHz, SRDs hasta 25 GHz.

Multiplicadores de frecuencia. Los SRDs para
frecuencia
generar pulsos rápidos y para multiplicadores
de orden superior.

Bipolares BJTNormalmente hasta banda X

Amplificadores de pequeña señal (no de bajo
ruido). Dispositivos rápidos digitales.
Dispositivos de potencia. Osciladores con bajo
ruido de fase (gracias al bajo 1/f)

Bipolares de
heterounión (HBTs)

Se puede llegar hasta 70 GHz,
aunque lo normal es estar en 40
GHz.

Amplificadores de potencia, osciladores con
bajo ruido de fase (para amplificadores de bajoruido son preferibles los MESFETs o HEMTs)

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Microondas-9- 4

RESUMEN DE DISPOSITIVOS DE ESTADO
SÓLIDO (año 2005) (II)
Dispositivo

Rango de frecuencias

Características y aplicaciones

Transistores JFET

Sólo hasta VHF o UHF

Aplicaciones de bajo coste y bajo ruido en...