体积小重量轻的SiC微波脉冲功率晶体管

采用自主开发的工艺加工技术和设计方法,直接将两个微波SiC MESFET管芯在管壳内部进行并联,实现了器件在S波段脉冲状态下(工作频率2GHz,脉冲宽度30μs,占空比10%)输出功率大于30W、功率增益12dB、功率附加效率大于30%的性能指标。由于直接采用管芯并联结构,省略了内匹配网络,器件的体积和重量较以往的Si微波双极功率晶体管大为降低;采用高温氧化技术克服了传统MESFET工艺中PECVD介质产生较高界面态的不足,减小了器件的泄漏电流,提高了器件性能。器件的研制成功,初步显示了SiC微波脉冲功率器件在体积小、重量轻、增益高、脉冲大功率输出和制作工艺简单等方面的优势。

L波段Si微波脉冲功率晶体管射频加速寿命试验

Si微波功率器件应用十分广泛,其可靠性直接影响使用设备的性能。以L波段Si微波脉冲功率晶体管为例,提出了一种基于Arrhenius模型的Si微波功率晶体管可靠性寿命评价方案。采用L波段Si微波脉冲功率晶体管在射频脉冲工作条件下(f=1.3GHz,Pin=40W,TW=150μs,D=10%)进行了壳温为200℃的高温加速老化试验,应用Arrhenius模型对试验结果进行了分析和计算。推导得出了L波段Si微波脉冲功率晶体管在室温(25℃)工作条件下的平均寿命为6.2×106h。

高性能S波段Si微波脉冲功率晶体管研制

采用等平面自对准工艺技术研制成功的一种高增益、高效率和高可靠的S波段Si微波脉冲功率晶体管，该器件在fo为3.1-3.4 GHz、Vcc=32 V、PW=500μs、D=10%条件下共基极C类工作，宽带输出功率大于50 W，增益大于7.4 dB，效率大于36%；在Vcc=36 V时，宽带输出功率大于64 W，增益大于8.5 dB，效率大于36%，抗驻波失配能力达到3∶1不烧毁，表现出了良好的微波性能和高的可靠性。

2.6～2.8GHz 100W硅微波脉冲功率晶体管

研究并制造了2.6～2.8GHz输出功率100W、脉宽1μs、占空比25%、增益7dB、效率35%的硅微波脉冲功率晶体管。本文介绍了该器件的设计考虑和采用的工艺技术,给出了研制结果。

L波段硅脉冲功率管52000器件小时的脉冲射频加速寿命试验

利用红外热像显微测量峰值结温方法对L波段硅脉冲功率晶体管在脉冲射频(f=1.3 GHz,Pin=40 W,τ=150μs,D=10%)和峰值结温220°C条件下进行52 000器件小时的脉冲射频加速寿命试验。由此估算出该功率管在峰值结温125°C和上述RF条件下,器件失效率λ≤1.59×10-7h-1。试验分析表明,采用本试验方法可以更真实地评估射频功率管的可靠性水平。

3.5GHz 65W硅脉冲大功率晶体管研制

介绍了采用梳状发射极自对准工艺研制的硅微波脉冲人功率晶体管的实验结果．在３．５ＧＨｚ频率下，该晶体管脉冲输出功率６５Ｗ，功率增益７ｄＢ，集电极效率３５％（脉冲宽度１００微秒，占空比５％）。

3.1～3.4GHz 28W硅脉冲大功率晶体管的研制

本文介绍采用网状发射极结构、浓硼扩散发射极镇流电阻、输入、输出内匹配等技术研制出的硅微波脉冲大功率晶体管,该器件在3.1～3.4GXz的雷达频带内,脉冲输出功率28W、增益7.5dB、效率30%(脉宽100s,占空比10%).

宽脉冲大占空比L波段500W内匹配GaN HEMT器件

基于GaN微波功率器件工艺研发了GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）芯片。采用场板结构提高芯片的击穿电压,采用多子胞结构改善热分布,使用微波软件提取管芯的输入、输出阻抗。采用T型匹配网络并加入稳定电阻,提升管芯的输入阻抗并提高电路的稳定性,内电路整体封装采用高热导率金属陶瓷全密封外壳,采用多节串联传输线形式,将器件外电路的输入、输出阻抗分别匹配至标准阻抗值50Ω。研制成功了L波段GaN HEMT内匹配大功率器件。在1.2-1.4 GHz、脉宽为5 ms、占空比为30%、栅极工作电压（VGS）为-2.4 V、漏极工作电压（VDS）为50 V条件下,器件输出功率大于500 W,功率附加效率（ηPAE）大于65%,功率增益大于16 d B。