Параметрический генератор
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
пар жен нак х-к 4-09 чк Бюл. ий авиаолеб нный инсти рическогосодержитисточник4 сигналакатушку 1 ник ов и А,З.Струков4 (088,8) 536,.72.7,иг ае тся яжения 7 и кон ем нелине,что междуом параметьх тран ется те ЕТРИЧЕСКИЙ етение отн ель изобре метрических поле по п.2 ф-лы отлич затвором и полу рических полевьж ГЕНЕРАТОРсится к радио -ения - повышени ров од тран торов вве з.п, ф-лы трика. ден слои параз5 ил. ие развяз на, улучше ом управле го диапазмежду вхо вьж/Х ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Патент ФРГ М 13 кл, Н 03 С 1/16, 20.11 атент СНА М 3299 кл. 307-88, 17,01,67 вия, расширение частотн еского г-ра, а также сниребляемой мощности сигнала требований к добротности ательного контура параметг-ра, Параметрический г-р два нелинейных эл-та 1 и 2,напряжения смещения, г-р накачки, конденсатор 8 и 0 индуктивности. Цель досведением источника 5 напитания, двух резисторов 6 нс а тора 9, а также выполнениных эл-тов 1 и 2 в виде пара 1518866Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться, например, в устройствах автоматики,Целью изобретения являются повыше 5ние быстродействия, расширение частотного диапазона, улучшение развязкимежду входом управления и выходомпараметрического генератора,.а также снижение потребляемой мощности 1 Осигнала накачки и требований к доброт.ности характеристик колебательногоконтура параметрического генератора,На фиг.1 приведена принципиальнаяэлектрическая схема предлагаемого 15параметрического генератора; на фиг,фиг.2 - конструкция параметрического полевого транзистора; на фиг.35 - диаграммы, поясняющие работу параметрического генератора и параметрического полевого транзистора.Параметрический генератор содержит первый и второй нелинейные элементы, которые выполнены в видепервого и второго параметрическихполевых транзисторов 1 и 2, источник3 напряжения смещения, генератор 4сигнала накачки, источник 5 напря,ения. питания, первый и второй резисторы Ь и 7, первый и второй конденсаторы 8 и 9 и катушку 10 индуктивности. Параметрический полевойтранзистор имеет полупроводниковуюподложку 11, область 12 истокаобласть 13 стока, область 14 канала,диэлектрический слой 15, электрод 16, затвора, электрод 17 истока, электрод 18 стока, слой 1 9 подзатворногопараэлектрика и электрод 20 подложки.40Параметрический полевой транзистор представляет собой полупроводниковый прибор со структурой металл-параэлектрик-полупроводник, он выполнен на полупроводниковой подложке 11 (например, кремний р в ти), У поверхности подложки сформированы области 12 14 истока, стока (например, и -типа) и канала (например, и-типа для транзистора с индуцированным каналом), На поверхности подложки содержится диэлектрический слой 15 с низким значением диэлектрической проницаемости и достаточно большой толщиной (например, двуокись кремния с толщиной55 порядка 0,5 мкл). Слой 15 расположен всюду за исключением области пол электродом 6 затвора и электродов 17,18 и 20 истока, стока и подлож где М,длина канала его ширина; подвижность носителей в канале; толщина подзащитного диэлектрика; ки. Под электродом 16 затвора расположен слой 19 параэлектрика,Параэлектрики - это диэлектрические кристаллы с аномально высокимизначениями ионной и электронной поляризуемости у которых в определенномтемпературном диапазоне диэлектрическая проницаемость Г зависит от температуры Т по закону Кюри-Вейссас. = Сl(Т-Т), где С - константа;,Т- температура Кюри-Вейсса, причемконстанта С параэлектриков велика идостигает 10 К, т.е. в 1 О раза боль 3ше, чем у сегнетоэлектриковВ такихматериалах отсутствуют спонтаннаяполяризация, домены и, кроме того,ничтожно малы пьезоэффект и электрострикация. Параэлектрики подразделяют на высокотемпературные и низкотемпературные, Высокотемпературные параэлектрики имеют температуру КюриТ9, где О - температура Дебая(обычно Вд = 300 К), при которой происходит фазовый переход в сегнетоэлектрическое состояние,Для параметрического полевоготранзистора наиболее подходят низкотемператчрные параэлектрики, для которых температура Кюри много мейьшетемпературы Дебая (Т 6), послед"няя находится либо в области оченьнизких температур, либо вообще отсутствует, так как некоторые параэлектрики не переходят в сегнетоФазу. К числу низкотемпературныхпараэлектриков относятся титанатыстронция, кадмия, кальция, танталанткалия, твердые растворы на их основеи др. Диэлектрическая проницаемость этих материалов лежит в пределах 310 - 2 10 . Они характерий Фзуются низкими значениями тангенсаугла потерь и обладают повышенной устойчивостью к воздействию радиационного облучения,Крутизна характеристики полевоготранзистора с изолированным затворомв области насыщения определяется выражениемг ЬГ,Е- (У - У )Мд И ДОР15188 ЬЬ 6диэлектрическая пронипае- н колебательном контуре параметричесмость вакуума; крго генератора из шумов возбуждаютГ - относительная диэлектричес- ся субгармонические колебания на покая проницаемость подЗатвор- лонинной частоте накачки.5ного диэлектрика; Субгармонические колебания имеютпороговое напряжение; два устойчивых и различающихся нанапнапряжение затвора. состоянии фазы относительно фазыИспользование в транзисторе под напряжения накачки.затвором слоя параэлектрика, для Напряжение субгармонических колеторого е = 3 1 О - 2 1 О , при оди- баний фильтруется колебательным контунаковьк размерах позволяет повысить ром и также воздействует на его неликрутизну характеристики в 30 нейный конденсатор с емкостью затвор 210 араз и во столько же раз умень- исток параметрического полевого траншить сопротивление канала15 зистора. Так как субгармоническогоП оскольку емкость затвора С . пара- колебания между затвором и истоком метрического полевого транзистора так- каждого паоаметрического поленог3о же увеличивается в 30 - 2 10 раз,то транзистора противофазны, то формавыполняются неравенства С ) Срр,н; напряжений затвор-исток отличается ССро где СоанСр - емкости 20 от синусоидальнойНа фиг.4 б сплошпроводников и р-и-переходон. Поэтому ной линией показана форма напряжениявлияние паразитньк емкостей на работу между затвором и истоком для одногопараметрического полевого транзистора паоаметрического полевоГо транзистов схемах резко ослабляется. ра и пунктирной линией - для другого .П ири криогенных температурах ди Каждое из этих напряжений усиливаетсяэлектрическая проницаемость пара- соответстнующим параметрическим поле-электриков зависит от величины нап- ным транзистором, выделяется на перряженности электрического поля. Так, ном и втором резисторах 6 и 7, а снапример, для титаната стронция ди- выходных шин Вьк,1 и Вьк,2, образую- электрическая проницаемость (при Т = ЗО щих дифференциальный выход парамет 4 2 К),2 ) уменьшается более, чем в де- рического генератора, снимается сигсять раз при изменении напряженности нал половинной частоты накачки - субэлектрическогополя от нуля до гармоническое колебание. Его форма 3 В/ км/мкм, При этом у параметрического приведена на фиг.4 в . В режиме делиполевого транзистора емкость затвора теля частоты фаза нькодного сигнала мо ежет изменяться под действием уп 35может отличаться на 180 от приведеноравляющего напряжения накачки. ной на фиг,4 н, Фаза выходного сигНа фиг.З изображены зависимость нала определяется исходной случайной(О) емкости затвора Сз от напряже- фазой шумоного колебания в момент ния затвор-исток У (вольтфарадная 4 О возбуждения субгармонических колебахарактеристика) и стоко-затворная ха- ний в параметрическом генераторе. р р стика (6).рактеристика Параметрические полевые транзисПараметрический гене ато торы кроме функции усиления субгар - колебательный контур, образованный монических колебаний по мощности,двум идентичными ловинами 1 ка выполнщот роль развязки цеп на . тушки О и двумя нелинейными ко енд ум ли е" пчи конден грузки делителя частоты. Изменение саторами затвор-истокор-исток идентичных параметрон нагрузки (активного и репараметрических поленьк транзисторов, активного сопротивлений) при малойПараметрический генератор работа- емкости затвор-сток параметрических ет следующим образом, полевых транзисторов практически неВ режиме делителя частоты на влияет на добротность колебательного входные шины Вх.1 и Вх,2 (фиг.1) сиг- контура.нал частоты субгармоники не поступает. Напряжение генератора 4 синусои- Дифференциальный выход паоамеод паоаметридальное (фиг,4 а) и почти полностью ческого генератора исключает проникн55 проникноприложено между затвором и истоком вение напряжения генератора нака какачки каждого паоаметрического полевого и четных гармоник субгармоники в наг. транзистора, Оно вызывает изменение рзку, что улучшает форму выходного емкости затвора с частотой накачки и сигнала.В режиме параметрона на дифференциальный вход параметрического генератора 1,Вх. и Вх,2 на фиг.1) поступает периодический радиоимпульсный входной сигнал Бс тактовым пеоиодом Т. Частота несущей сигнала вдвое меньше частоты накачки, а его амплитуда превышает уровень ,шумовых и паразитных колебаний субгармоники в ко лебательном контуре. Фаза колебаний входного сигнала задается внешним источником сигнала и может приниматью два значения, отличающихся на 180 В устройствах радиочастотной автома тики они соответствуют логическому нулю и единице. Напряжение :енератора накачки Ю является также радио- импульсным и имеет тот же тактовый период, что и входной сигнал, Взаим ное расположение входного сигнала 1 и радиоимпульсов напряжения наБхкачки Юво времени с показано соответственно на фиг.5 а и 5 б. Входной сигнал 0является фазирующим. 25 Его роль сводится к навязыванию определенной фазы субгармонических колебаний в момент возбуждения параметрического генератора,30Формула изобретения 1, Параметрический генератор, содер. жащий первый и второй нелинейные элементы, генератор сигнала накачки, источник напряжения смещения, первый конденсатор и катушку индуктивности, первый и второй выводы которой являются входом управления параметрического генератора, о т л и ч а ю - 40 щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, расширения частотного диапазона, улучшения ра вязки между входом управления и выходом параметрического генератора, а также снижения потребляемой мощности сигнала накачки и требований к добротности и стабильности характеристик колебательного контура параметрического генератора, введены последовательно соединенные первый и второй резисторы и второй конденсатор, а также источник напряжения питания, который включен между точкой соединения первого и второго резисторов и общей шиной, при этом первый и второй нелинейные элементы выполнены в виде пеового и второго параметрических полевых транзисторов, истоки и подложки которых соединены с общей шиной, катушка индуктивности снабжена отводом от средней точки, а первый и второй ее выводы соединены с затворами соответственно первого и второго параметрических полевых транзисторов, стоки которых соединены соответственно с другим выводом первого резистора и с точкой соединения второго резистора и второго конденсатора, источник напояжения смещения и генератор сигнала накачки соединены последовательно и включены между отводом катушки индук тивности и общей шиной, один вывод первого конденсатора подключен к стоку первого параметрического полевого транзистора, а другие выводы пеового и второго конденсаторов являются выходом параметрического генератора.2.Генератор поп.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что между затвором и полупроводником параметрических полевых транзисторов введен слой пара- электрика.Закаэ 6609/5 ираж 88 писное ГКНТ ССС НИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 тельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,ина, 1 Проиэводственн
СмотретьЗаявка
4281872, 13.07.1987
МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ
НАУМОВ ЮРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ, СТРУКОВ АНАТОЛИЙ ЗАХАРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H03B 19/06
Метки: генератор, параметрический
Опубликовано: 30.10.1989
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1518866-parametricheskijj-generator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Параметрический генератор</a>
Предыдущий патент: Цифровой синтезатор частот
Следующий патент: Устройство формирования частотно-модулированных сигналов
Случайный патент: Литьевая форма для изготовления изделий из полимерных материалов