微波功率器件进展
高功率微波及源器件
进，其行为特性有很大的改善；另一方面，涌现出了许多像
相对论速调管(relativistic klystron)、虚阴极振荡器(vircator) 等一大批依赖强电流的高压运行器件，同时也随之出现了一 些专门以相对论效应为基础的器件，如我们所熟悉的回旋管 (grotron)、切仑可夫器件(Cherenkov)、自由电子激光(Free Electron Laser，简称FEL)等
快速实现无线宽带接入功能、建设局域微波通讯网提供多种网 络服务
覆盖范围广、通信距离远 HPM通信：
传送话音、数据、视频和图象等各种信号，且具有很强的通用 性
高效传输、高信息量、高保密性
雷达
高功率可以提高雷达的作用距离， 高重复速率可以改善雷达的分辨率高 可以预言，高功率微波必将把雷达代入一个更高的技术水平和崭新的发展领域。 合成孔径雷达：是一种在距离向采用脉冲压缩，方位向采用合成孔径 原理的高分辨雷达。基本原理：相当于一个二维脉冲压缩滤波器
峰值功率超过100MW 频率范围在0.3－300GHz之间 波长跨越厘米波和毫米波的脉冲电磁辐射
高功率微波源分
高平均功率源（宽带源）
高峰值功率源（窄带源）
性能指标：品质因子Pavf2(Pav为平均功率，f为频率)
在热核聚变、等离子体加热、先进的高能粒子
加速器和对撞机、高效通信和RF武器等需求的
强大驱动力下，微波器件的品质因子Pavf2以每 十年增长一个数量级的速度增长，从实际需求 看，当今和未来HPM技术正向着高功率、高效 率、宽频带的目标发展
MILO的基本结构
相互作用区域中的电子除了沿轴向运动外，还有从阴极到阳极的一个横
向漂移运动
2 vz c( E B) / B c Er 0 / B 0 Er / B 0 vz 0 vz
X波段GaN基微波功率放大器的设计
X波段GaN基微波功率放大器的设计魏涛【摘要】An X-band GaN power amplifier is developed. Bias networks, matching networks and stability networks are discussed, and power synthesis of six GaN HEMTs is conducted. By biasing the amplifier at VGS=-3.2 V, VDS=6 V and IDS=200 mA, the developed power amplifier has 20.380 dB maximum linear gain and has exhibited 35.268 dBm（about 3.36 W） power out at 8 GHz.%给出了一种X波段GaN基功率放大器的设计方法。
研究了相关的偏置电路、匹配网络以及稳定性网络，实现了6个GaN HEMT 器件的功率合成。
该方法在偏置VGS=3．2V，VDS=6V，IDS=200mA，频率为8GHz时，可以仿真得到的放大器增益为20．380dB，饱和输出功率可以达到35．268dBm（约为3．36W）。
【期刊名称】《物联网技术》【年(卷),期】2012(002)005【总页数】3页(P61-63)【关键词】GaN;HEMT;功率合成;X波段;功率放大器【作者】魏涛【作者单位】电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN7210 引言随着无线通讯技术发展的突飞猛进，作为其重要部件的功率放大器的需求也日益增多，频率更高和功率更大的器件已成为目前各国研究的主要热点之一。
GaN材料是第三代宽禁带半导体材料的典型代表，其禁带宽度大、耐高压、耐高温、抗辐射，非常适合制备高频、高压、高温、大功率、抗辐射的新一代微波功率器件和电路。
功率器件国内外现状、水平和发展趋势
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固态微波功率器件直流参数测量技术简析
固态微波功率器件直流参数测量技术简析摘要：微波功率器件是指工作在微波频段、具有一定Q值的固态电子器件。
其中，固态微波功率器件（SMPTE）是指由具有一定Q值的半导体材料制成，以二次电子为能量来源的微波电子器件。
从其工作原理上看，SMPTE器件具有典型的电子管特性，即当电流达到某一点时，其电压、电流、功率等物理量都会发生急剧变化，最终表现为产生高电压、高电流。
固态微波功率器件直流参数测量技术是检验其工作特性的重要手段，其测量结果直接影响SMPTE器件的性能指标及测试方法的选择。
因此，本文主要介绍固态微波功率器件直流参数的测量技术。
关键词：固态微波功率器件；直流参数测量；技术目前，固态微波功率器件在雷达、通信、电子对抗等领域的应用越来越广泛。
在固态微波功率器件的设计、应用和调试过程中，对其直流参数的测量至关重要。
直流参数的测量能够为器件的质量控制、可靠性评估以及优化设计提供重要依据。
1.测量原理分析直流参数的测量一般采用微波测试技术，主要有时域方法和频域方法两种。
时域方法是通过在微波激励下测量功率器件的瞬态响应，获得动态参数，如峰值功率、电压上升时间等。
频域方法是利用微波器件的二次谐波产生器（SCBD）产生稳定的随机谐波信号，通过测量SCBD信号的上升沿时间来获得其直流特性。
频域方法中常用的频率计测量技术有功率计（PIN、TDS）、自动频率控制系统（AFC）和网络分析仪（SAM）。
如图1：其中，功率计测量技术是通过在微波激励下测量功率器件的电压、电流等物理量来获得其直流特性，但由于微波器件具有非线性和大幅度谐波失真等特性，因此对其测量结果的准确性会产生影响。
自动频率控制系统（AFC）则通过对功率器件在不同频率点上的输出功率进行控制，从而降低噪声、改善非线性失真，实现高精度的直流参数测量。
网络分析仪是一种基于网络分析理论的仪器，其通过对微波功率器件的输出信号进行分析，提取出直流参数。
图12.测试环境分析直流参数测试系统的技术指标包括：输入功率、输出功率、最大输出电压、工作频率等。
宽禁带半导体SiC功率器件发展现状及展望
Ｐｏｗｅｒ
ａｎｄ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ
ＺＨＡＮＧ Ｂｏ，ＤＥＮＧ Ｘｉａｏ－ｃｈｕａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｙｏｕ—ｒｌｌｎ，ＬＩ Ｚｈａｏ－ｊｉ （Ｓｔａｔｅ ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
第２期 ２００９年４月
中国露；料譬研宪隍学板
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＣＡＥＩＴ
Ｖ０１．４ ＮＯ．２ Ａｐｒ．２００９
宽禁带半导体ＳｉＣ功率器件发展现状及展望
张波，邓小川，张有润，李肇基
（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都６１００５４）
摘要：碳化硅（ＳｉＣ）是第三代半导体材料的典型代表，也是目前晶体生长技术和器件制造水平最
美国ＤＡＲＰＡ高功率电子器件应用计划—— ＨＰＥ的目标有四个（如图１所示），即，大尺寸高质 量ＳｉＣ导电衬底和轻掺杂的厚外延材料生长技术； １０～２０ ｋＶ的ＳｉＣ功率器件（ＰｉＮ、ＭＯＳＦＥＴ和ＩＧＢＴ 等）制造技术；大功率ＳｉＣ器件的测试、可靠性和封
万方数据
装技术；集成ＳｉＣ功率器件模块的２．７ ＭＶＡ固态功 率变电站（ＳＳＰＳ，ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｂｓｔａｔｉｏ子和光电子领域Ｊ均研究热点。
２ ＳｉＣ功率半导体器件发展现状
２。１ ＳｉＣ功率整流器 功率整流器是功率半导体器件的重要分支，主
要包括肖特基势垒二极管（ＳＢＤ，ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ ｄｉ— ｏｄｅ），ＰｉＮ二极管和结势垒肖特基二扳管（ＪＢＳ，ｊｕｎｃ— ｔｉｏｎ ｂａｒｒｉｅｒ ｓｅｈｏｔｔｋｙ ｄｉｏｄｅ）。
２１世纪初，美国国防先进研究计划局（ＤＡＲ— ＰＡ）启动的宽禁带半导体技术计划（ＷＢＧＳＴＩ，ｗｉｄｅ ｂａｎｄｇａｐ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ），成为加 速和改善ＳｉＣ、ＧａＮ等宽禁带材料和器件特性的重 要“催化剂”，并极大地推动了宽禁带半导体技术的 发展。它同时在全球范围内引发了激烈的竞争，欧 洲ＥＳＣＡＰＥＥ和日本ＮＥＤＯ也迅速开展了宽禁带半 导体技术的研究。
氮化镓微波功率 器件
氮化镓微波功率器件
氮化镓微波功率器件是一种利用氮化镓半导体材料制造的微波功率放大器或开关等器件。
这些器件在高频率范围内（通常在数GHz 到几十GHz之间）工作，并能够提供高功率输出。
以下是氮化镓微波功率器件的一些详细信息：
材料特性：氮化镓半导体具有优异的电子传输特性，包括高电子迁移率和高饱和漂移速度。
这些特性使得氮化镓在高频率和高功率应用中表现出色。
器件类型：氮化镓微波功率器件包括功率放大器、开关、混频器等。
其中功率放大器是最常见的应用，用于增强微波信号的功率。
而开关则用于控制微波信号的传输路径。
工作频率范围：氮化镓微波功率器件通常在数GHz到几十GHz 的频率范围内工作，适用于各种高频通信和雷达应用。
功率密度：由于氮化镓具有优异的热传导性能和耐高温性，因此氮化镓微波功率器件能够提供较高的功率密度，同时保持较低的工作温度。
功耗和效率：与传统的硅基微波功率器件相比，氮化镓微波功率器件通常具有更低的功耗和更高的效率，这使得它们在一些需要高性能和低能耗的应用中更具优势。
总的来说，氮化镓微波功率器件具有优异的性能特性，广泛应用于通信、雷达、卫星通信和军事等领域，为高频微波系统的性能提升提供了强大支持。
1。
宽禁带半导体高频及微波功率器件与电路
宽禁带半导体高频及微波功率器件与电路
宽禁带半导体是指能够在高频及微波频段工作的半导体材料。
与传统的窄禁带半导体不同，宽禁带半导体具有宽大于1.7电子伏的禁带宽度，使其能够在高频和微波频段实现高功率输出。
宽禁带半导体高频及微波功率器件是利用宽禁带半导体材料制作而成的器件，主要用于高频和微波功率放大、开关和调制等应用。
常见的宽禁带半导体材料包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）。
宽禁带半导体高频及微波功率器件具有以下特点：
1. 高功率输出能力：宽禁带半导体材料具有高电子饱和迁移速度和热导率，能够承受高功率输入并实现高功率输出。
2. 高频响应能力：宽禁带半导体材料的电子迁移速度快，具有较高的载流子迁移率，能够在高频和微波频段实现快速响应。
3. 低损耗特性：宽禁带半导体材料的材料损耗较低，能够减少能量转化为热的损失。
4. 宽工作温度范围：宽禁带半导体材料具有较高的热稳定性和耐高温性能，能够在较高的工作温度下正常工作。
宽禁带半导体高频及微波功率电路是利用宽禁带半导体器件构成的电路，用于实现高频和微波功率放大、发生和调制等功能。
常见的宽禁带半导体高频及微波功率电路包括功率放大器、MOSFET开关电路和射频调制电路等。
宽禁带半导体高频及微波功率器件与电路的应用领域包括通信、雷达、卫星通信、无线电、无线传感器网络等。
它们具有高功率输出、高可靠性和高效能的特点，能够满足高频和微波应用对功率和性能的要求。
功率半导体的发展进程
功率半导体的发展进程
随着科技的进步，功率半导体的发展取得了巨大的进步，它是构成我
们当今世界的重要组成部分。
功率半导体的出现为世界带来了许多便利，
改善了许多电气工程方面的技术，下面将详细介绍功率半导体的发展历程。
第一步是在1956年，发明了功率半导体器件。
这些器件是将大量的
能量转换成高压和高电流，并用于控制和稳定电路。
在此基础上，研究者
们开发了更小型的功率半导体器件，并且能满足更多的要求。
1966年，研究者们开发出了第一款半导体控制调制器，它能够有效
控制电机的转速，有效地增加了电机的功率效率。
此外，研究者还发展出
了第一款POWERMOSFET，它可以更好地控制、稳定和变换电路。
1975年，研究者们发明了第一款硅控制调制器，它具有更高的控制
精度，能够调整电机的特性，大大增强了电机的功率效率和可靠性。
此外，研究者们又发明了热漂移抑制器，它可以有效抑制半导体器件的热效应，
从而有效提高半导体器件的可靠性。
典型半导体器件的高功率微波效应研究
典型半导体器件的高功率微波效应研究典型半导体器件的高功率微波效应研究近年来，随着无线通信技术的迅猛发展，对高功率微波器件的需求也越来越高。
在这个背景下，典型半导体器件的高功率微波效应研究引起了广泛的关注。
本文将着重探讨典型半导体器件在高功率微波环境下的行为和性能。
首先，我们来介绍一下什么是典型半导体器件。
典型半导体器件包括二极管、晶体管、场效应管等。
这些器件都是由半导体材料构成的，并且在电路中起着重要的作用。
在高功率微波环境中，典型半导体器件所受到的能量和压力将显著增加，因此其行为和性能也会发生变化。
在高功率微波环境中，典型半导体器件的第一个重要问题是能量吸收和散热。
当高功率微波信号经过半导体器件时，一部分电磁能量将被器件吸收，而吸收的能量会被转化为热能。
因此，器件的温度会升高，如果温度过高，就会导致器件的损坏甚至失效。
因此，提高典型半导体器件的散热性能成为了研究的重点。
除了能量吸收和散热问题，典型半导体器件在高功率微波环境中还面临着其他问题。
例如，器件的非线性特性会受到电磁场的影响，导致输出信号的失真。
此外，高功率微波信号还会引起器件的非平衡效应，使得器件的电路特性发生变化。
这些都给典型半导体器件的设计和应用带来了很大的挑战。
针对典型半导体器件的这些问题，研究者们采取了多种方法来解决。
一方面，他们通过改进材料的热导率和散热结构，提高器件的散热性能。
另一方面，他们利用器件的非线性特性和非平衡效应，设计出更加适应高功率微波环境的电路结构。
此外，一些新型器件材料的引入和微纳加工技术的应用也为典型半导体器件的高功率微波效应研究带来了新的思路和方法。
总体来说，典型半导体器件的高功率微波效应研究具有重要的理论和应用价值。
通过深入研究器件在高功率微波环境中的行为和性能，可以为半导体器件的设计和应用提供更准确的参考和指导。
此外，对典型半导体器件的高功率微波效应研究还可以为高功率微波技术发展提供技术支持和创新思路。
高功率微波及其效应研究进展综述
电真 空技 术 、 传统微 波技 术相 结合 的产 物 。
高功 率微 波是 频 率 在 ３ ０ ０ ＭＨｚ ￣３ ０ ０ ＧＨｚ 之 间 的 高功 率 电磁波 。根据 ＨＰ Ｍ 器 件输 出微 波 频谱 特 性 可 划分 为 窄带 （ Ｎ Ｂ ） 高 功率 微波 源和 超宽 带 （ ＵＷＢ ） 源。
波效 应 的基础 。
１ 高 功 率微 波 技 术
１ ． １ 高功 率微 波的毁 伤 机理
进 入到 电子 系统 内 的微 波耦 合 到 电子 器件 的方 式 主要 是检 波作 用 、 寄 生振 荡 、 非 线 性 响 应 和 交 调作 用 ， 可使 系统 失效 或损 坏 。半导 体器 件在 短微 波脉 冲作 用 下 的 主要 失效 机 理为热 二次 击穿 ， 相对 雪 崩击 穿而 言 ， 前者 是 不可逆 毁 伤过程 ， 与 脉 冲宽度 和平 均功 率有 关 。
影响， 总结 了高功 率微 波 效应 的研 究现状 。
关键 词 ： 高功率微 波 ； 效应； 研 究进展
中 图分类 号 ： ＴＮ９ ７ ； Ｔ Ｎ０ １ １
文献 标 识码 ： Ａ
Ａ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ Ｈ ＰＭ ａ ｎｄ ｉ ｔ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ
第２ ９卷第 ３期
航பைடு நூலகம் 电子对抗
１ ５
高 功 率 微 波 及 其 效 应 研 究 进 展 综 述
杨会 军 ， 李文魁 ， 李 锋
（ 中国航 天科 工 集 团 ８ ５ １ １研 究所 ， 江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ７ ）
第3代半导体材料GaN基微波功率器件研究和应用进展
Ｇ ａ Ｎ 基微 电子材料和器 件领域 的研 究 起步较 晚 ， 但 近几年进展 很大 ， 已经攻
微 电子 材 料 和器 件 的工 艺 技术
，
中国科学 院半导 体研 究 所可 以提供 ２ 英寸和 ３ 英寸外 延材 料 ， 某 些研 究所和
公司的器件 和电路产 品也在 试用 中。 ２ ０ １ ３ 年， 在 华盛 顿举 行 的 国 际微 波年 会上 ， 东芝公 司（ ＴＡＥＣ） 推 出了面
合 于制 作高 频 、 高压 、 高 效、 大 功 率微
波器 件 ， 在 军用 和 民用领 域都 具 有广 阔市场 前景 。
代 相控 阵雷达 、 移 动通 讯 基站 等 的核 心 部件 。 目前导体材 料硅 （ ｓ ｉ ） 、 锗（ Ｇｅ ） 和第 ２ 代 半 导 体 材 料 砷 化 镓
下文对Ｇａ Ｎ基 微波功率器 件在无线通 讯 和相 控 阵雷达 ２ 个 方面 的应 用进行 分 析。
用前景分析
目 前， 国际上的Ｇ ａ Ｎ 基微波功率器
件， 主要基于Ｍ Ｇ ａ Ｎ／ Ｇ ａ Ｎ异质结构 ， 这 种异质 结构具有 很大 的能带偏移和很
化镓（ Ｇ ａ Ｎ） 的高频 、 大 功率 微波器 件
对通 信基 站而 言， 功 率 放 大 器 是最 重要 的组 成部 分 ， 功放 的 效率 和
电子 迁 移 率 晶体 管 （ ＨＥ ＭＴ ） 器件 和 电路 ， 已经开始在 某些领域 取代Ｇ ａ Ａ ｓ 器件。 与第 １ 代和第 ２ 代半导 体材 料相 比， 以Ｇａ Ｎ为 代表 的第 ３ 代宽 禁带 半
军用微波产业发展趋势
军用微波产业发展趋势军用微波产业发展趋势引言随着现代科技的高速发展，军事领域的武器装备也在不断更新换代。
而作为军事通信和雷达系统的关键技术之一，微波技术在军事装备中的应用也越来越广泛。
本文将分析军用微波产业的发展趋势，包括技术进步、应用领域扩展、市场需求增长等方面。
一、技术进步1. 射频芯片技术的发展射频芯片是实现微波系统的核心技术之一。
随着半导体工艺的不断进步，射频芯片的集成度、性能和功耗比得到了大幅提升。
未来，射频芯片还将朝着更高频率、更低功耗、更小尺寸的方向发展，以满足军事装备对性能和体积的要求。
2. 相控阵雷达技术的突破相控阵雷达利用微波技术实现对目标的高分辨率成像和多目标跟踪，是现代军事雷达的重要发展方向。
未来，随着电子器件尺寸的缩小、功率和性能的提高，相控阵雷达将实现更高的分辨率和更远的探测距离，从而提高战场指挥和目标识别的能力。
3. 高功率微波武器的研究高功率微波武器利用微波辐射对目标进行电子干扰或破坏，是未来军事装备的重要发展方向。
目前，高功率微波武器已经在一些领域得到了应用，未来将向更多领域扩展，如对无人机、导弹系统和通信设备等进行干扰和摧毁。
二、应用领域扩展1. 信息化战争的推动随着信息化战争的不断发展，军事系统对通信和雷达系统的需求也越来越大。
微波技术作为军事通信和雷达系统的关键技术，将在信息化战争中发挥重要作用。
未来，随着通信和雷达系统的需求增加，军用微波产业也将得到进一步发展。
2. 空军领域的应用微波技术在空军领域的应用也越来越广泛。
例如，微波雷达在飞机的导航、目标识别和导弹引导中发挥着重要作用。
此外，微波通信技术也在空中飞行器之间的远程通信中得到了广泛应用。
3. 海军领域的应用微波技术在海军领域的应用主要体现在舰船的通信和雷达系统中。
微波通信系统可以实现舰船之间的远程通信，并支持海上作战指挥和情报交流。
同时，微波雷达也可以实现对海上目标的探测和跟踪，提高海军的作战能力。
微波技术原理及其发展与应用
微波技术原理及其发展与应用微波技术在短短的几十年内已渗透到各行各业，对社会发展和人们的生活产生了深远影响。
文章在微波发展的基础上，详细介绍了微波加热和微波灭菌两种技术的作用机理，并对微波加热的条件、特点等作出说明，另外，还包括微波技术在各个领域的广泛应用，同时对微波技术目前存在的问题作了分析，并对微波技术的发展前景作了展望。
标签：微波技术；微波加热；微波灭菌；原理；应用；前景1 引言微波是一种波长很短的电磁波，其波长范围在0.1mm～1m之间，由于其最长波长值比超短波最小波长值还要短，故称其为微波。
微波具有极高的频率，其范围在300MHz～3000GHz之间，故微波亦称作“超高频电磁波”。
微波整体范围介于红外线与超短波之间，根据微波波长范围的不同，又可将微波分为分米波、厘米波、毫米波以及亚毫米波。
微波在整个电磁波频谱中所处的位置简图如图1所示[1]。
随着科学的发展，微波技术得到了广泛的应用，尤其是在通信行业，如微波卫星通信、微波散射通信、模拟微波通信和数字微波通信等。
为避免微波通信频率与工业、医学、科学等的频率相互干扰，故将微波通信频率与其他用途的微波频率分开使用。
目前，工业、医学、科学常用的微波频率有433MHz、915MHz、2450MHz、5800MHz、22125MHz，其中915MHz和2450MHz在我国常用于工业加热。
2 微波技术的发展历程微波技术的发展主要取决于微波器件的应用和发展。
早在20世纪初，就有研究人员开始了对微波理论的探索，并进行了相关的实验研究。
但由于当时信号发生器功率较小，加之信号接收器灵敏度较差，使得实验未能取得实质性的进展[2]。
1936年，波导技术的进一步发展为微波技术的研究提供了可靠的理论及实将波导用作宽带传输线并申验条件。
美国电话电报公司的George C. Southworth.请了专利，同时，美国麻省理工学院的M.L.Barrow完成了空管传输电磁波的实验，这些工作为规则波导奠定了理论基础，推动了微波技术进一步向前发展[3]。
微波功率放大器发展探讨
微波功率放大器发展探讨摘要：微波功率放大器主要分为真空和固态两种形式。
本文将对两种器件以及它们竞争与融合的产物——微波功率模块（MPM）的发展情况作一介绍与分析。
关键词：微波功率放大器；发展0引言微波功率放大器主要分为真空和固态两种形式。
基于真空器件的功率放大器，曾在军事装备的发展史上扮演过重要角色，而且由于其功率与效率的优势，现在仍广泛应用于雷达、通信、电子对抗等领域。
后随着GaAs晶体管的问世，固态器件开始在低频段替代真空管，尤其是随着GaN，SiC等新材料的应用，固态器件的竞争力已大幅提高。
1 真空放大器件研究与应用现状跟固态器件相比，真空器件的主要优点是工作频率高、频带宽、功率大、效率高，主要缺点是体积和质量均较大。
真空器件主要包括行波管、磁控管和速调管，它们具有各自的优势，应用于不同的领域。
其中，行波管主要优势为频带宽，速调管主要优势为功率大，磁控管主要优势为效率高。
行波管应用最为广泛，因此本文主要以行波管为例介绍真空器件。
随着技术的不断进步，现阶段行波管主要呈现以下特点。
一是高频率、宽带、高效率的特点，可有效减小系统的体积、重量、功耗和热耗，在星载、弹载、机载等平台上适应性更强，从而在军事应用上优势突出。
二是耐高温特性，使行波管的功率和相位随着温度的变化波动微小，对系统的环境控制要求大大降低。
三是抗强电磁干扰和攻击特性，使其在高功率微波武器和微波弹的对抗中显示出坚实的生存能力。
四是寿命大幅提高，统计研究显示，大功率行波管使用寿命普遍大于5 000 h，中小功率产品寿命大于10 000 h，达到武器全寿命周期。
1.1 行波管有源组阵技术国外近几年主要在更高频段发展一系列的小型化行波管，频段覆盖X，Ku，K，Ka，140 GHz等，并不断在新技术上获得突破。
国内经过近10多年的努力，行波管在保持大功率和高效率的前提下，体积减小了1个数量级，为有源组阵技术奠定了良好的基础。
行波管有源组阵的形式分为单元放大式和子阵放大式两种。
功率器件发展历程
功率器件发展历程过去几十年来，功率器件经历了高速发展，并逐渐成为现代电子设备中不可或缺的一部分。
以下是功率器件发展的主要里程碑。
1. 真空二极管：早期的功率器件主要是基于真空二极管的，这种二极管通过控制电流的流动来实现功率放大或开关操作。
真空二极管存在体积大、功耗高等问题，因此逐渐被其他器件取代。
2. 晶体管：20世纪中叶晶体管的发明极大地推动了功率器件的发展。
晶体管是一种半导体器件，可以放大电流和控制电路的开关。
与真空二极管相比，晶体管具有体积小、功耗低等优势。
3. 集成电路：20世纪60年代，集成电路的出现进一步推动了功率器件的进步。
集成电路将多个晶体管和其他组件集成在一个芯片上，提高了功率器件的集成度和性能。
4. 金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）：MOSFET是一种基于金属氧化物半导体结构的功率器件。
它具有高效率、高速度和低功耗等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
5. 发光二极管（LED）：LED是一种将电能直接转换为光能的器件。
LED具有高效率、长寿命和快速开关等优点，被广泛应用于照明、显示和通信等领域。
6. 无线功率传输器件：无线功率传输技术是近年来发展的一项新兴技术，可以通过电磁场传输能量。
无线功率传输器件可以实现电子设备的无线充电和供电，为无线电子设备的发展提供了便利。
7. 功率半导体器件的技术创新：随着技术的不断进步，各种功率半导体器件不断发展和改进。
例如，功率MOSFET的结构和制造工艺得到了改善，功率集成电路的集成度和性能继续提升，新型功率半导体材料的应用也在不断探索。
可以看出，功率器件的发展经历了从真空二极管到晶体管、集成电路、MOSFET、LED以及无线功率传输器件的演进过程。
这些技术创新不仅提高了功率器件的性能和可靠性，也推动了现代电子设备的发展。
功率半导体器件发展历程
功率半导体器件发展历程功率半导体器件是一种能够在高电压和高电流条件下工作的半导体器件。
它们在电力电子领域中起着至关重要的作用，用于控制和转换电能，广泛应用于电力系统、工业控制、交通运输和可再生能源等领域。
功率半导体器件的发展历程可以追溯到上个世纪，经历了多个阶段的技术突破和创新。
最早的功率半导体器件之一是晶闸管，它于1957年由美国贝尔实验室的研究人员发明。
晶闸管是一种双向导通的器件，可以控制大电流，用于交流电路的控制和开关。
然而，晶闸管存在一些局限性，如开关速度慢、损耗大等问题，限制了其在高频高效率应用中的发展。
随着功率半导体器件技术的不断进步，20世纪60年代出现了晶闸管的改进型——双向可控硅（SCR），它具有更好的性能和可靠性，被广泛应用于交流电路的控制和调节。
在此基础上，又发展出了双向可控晶闸管（TRIAC），用于交流电路的双向控制。
20世纪70年代，随着功率半导体器件技术的进一步发展，出现了场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等新型功率器件。
MOSFET具有高速开关、低损耗和高频特性，适用于直流和低频交流电路。
而IGBT结合了场效应晶体管和双极型晶体管的优点，具有高压高频特性，成为目前最常用的功率开关器件，被广泛应用于电力变频调速、电动汽车、风力发电等领域。
近年来，随着功率半导体器件技术的不断创新和进步，出现了SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）等新材料的应用，使功率半导体器件在高温、高频、高压等极端环境下表现出更优异的性能，为电力电子领域的发展带来了新的机遇和挑战。
总的来说，功率半导体器件经过多年的发展历程，从晶闸管到IGBT，再到SiC和GaN等新型器件，不断推动着电力电子技术的进步和应用领域的拓展。
随着新材料和新技术的不断涌现，功率半导体器件必将在未来发展出更加高效、可靠和智能的产品，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
2024年微波器件市场调研报告
2024年微波器件市场调研报告1. 引言本报告对微波器件市场进行了综合调研和分析。
微波器件是一种广泛应用于无线通信和雷达系统中的重要组成部分。
本报告旨在帮助读者了解微波器件市场的现状、市场规模和增长趋势，并提供有关主要参与者、竞争环境和市场机会的深入洞察。
2. 市场概述2.1 定义微波器件是指在微波频段（300 MHz至300 GHz之间的频段）中工作的电子器件。
它们包括微波功率放大器、微波二极管、微波滤波器等。
2.2 市场分类根据功能和应用领域的不同，微波器件市场可以分为以下几个主要分类：•微波功率放大器市场•微波二极管市场•微波滤波器市场•微波开关市场•微波无源器件市场2.3 市场规模和增长趋势根据市场调研和数据分析，微波器件市场规模在过去几年内持续增长。
预计在未来几年内，随着5G通信和物联网的快速发展，微波器件市场将继续保持强劲增长。
3. 市场主要参与者3.1 参与者概述微波器件市场涉及多个参与者，包括制造商、供应商和分销商。
在全球范围内，一些重要的参与者在市场上扮演着关键角色。
3.2 主要厂商本报告列举了一些在微波器件市场上具有重要地位的主要厂商，他们包括：•公司A•公司B•公司C•公司D•公司E3.3 市场竞争环境微波器件市场竞争激烈，厂商之间在产品性能、价格和服务等方面进行竞争。
技术创新和产品研发能力成为了赢得市场份额的关键因素。
4. 市场机会和挑战4.1 市场机会随着5G通信和物联网的快速崛起，微波器件市场面临着巨大的机会。
高速、低延迟和高频宽等要求推动了微波器件的需求增长。
4.2 市场挑战微波器件市场也面临一些挑战。
其中包括技术复杂性、成本压力和市场竞争激烈等。
厂商需要不断提升产品性能、降低成本以及加强市场营销能力。
5. 总结微波器件市场具有广阔的发展前景，这得益于5G通信和物联网的快速发展。
在市场竞争激烈的环境下，主要参与者需要加强技术创新和产品研发能力，以赢得市场份额。
此外，厂商还需关注市场的机会和挑战，通过降低成本、提高性能以及加强市场营销能力来应对挑战。
线性化微波功放现状及发展趋势2
线性化微波功放现状及发展趋势学院：电子工程学院专业：电磁场与微波技术教师：徐瑞敏教授姓名：XXX学号：2014210202XX报告日期：2014.10.25一、引言微波功放广泛应用于对微波功率有一定要求的各种微波设备中,如微波测试设备、雷达发射单元、移动通信基站、移动站、电子对抗、卫星通信、微波遥感、微波医疗仪器等。
随着微波固态器件的发展,微波功放也逐渐由体积较大、重量较重的电真空放大器过度到体积较小、重量较轻的固态放大器,如双极晶体管放大器,场效应管放大器及单片集成放大器。
随着通信技术的发展对小信号放大器、功率放大器的线性度提出了越来越高的要求。
为了满足通信发展的需要，通信信道也越来越拥挤，放大器通常同时放大频带内调制到多个“子载波”的信号电平大小可相差千万倍以上的多个信号。
这些信号互相调制引起灵敏度下降，通信质量下降等问题，因此对放大器的线度提出了越来越高的要求，线性功率放大器的研究是近年来国际电子技术研究的热门。
对功放线性度的衡量可从两个指标来考察:一为谐波抑制度,当放大器输人频率为f0的单频信号时,由于非线性失真,会产生频率为2f0等的谐波,如图1(a)所示,输出主频与谐波的功率电平之差即为谐波抑制度,用dBc表示。
第二个衡量指标为三阶交调系数。
当放大器输人一定频率间隔(例如5MHZ)、幅度相同的频率为f1和f2两信号时,由于非线性失真,在放大器输出端除了放大的f1,和f2外,还有2f2-f1和2f1-f2,,此为三阶交调频率,如图1(b)所示,主频与三阶交调频率的功率电平之差即为功放的三阶交调系数,用dBc表示也可用一分贝压缩点来表示功放的线性度的,一分贝压缩点与三阶交调之间的换算关系将在本文 3.1节中加以说明。
二、功率放大器的非线性失真特性通信系统的信号带宽是有限的,并且存在噪声和干扰。
这导致通信系统存在振幅失真、相位失真和记忆效应,这三者是系统非线性失真的主要原因。
设输入、输出信号分别为x(t)、y(t)。
微波功率器件及其电路
微波功率器件及其电路
党冀萍
【期刊名称】《半导体技术》
【年(卷),期】1994()4
【摘要】简要地介绍了国内外微波功率器件及其电路的发展现状，分析了在微波功率方面与国外的差距，并指出了造成目前差距的原因所在，对以后我国在微波功率方面的发展提出了建议。
【总页数】5页(P17-20)
【关键词】微波功率器件;电路
【作者】党冀萍
【作者单位】石家庄电子工业部第13研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN385
【相关文献】
1.2012年IEEE国际功率半导体器件（电力电子器件）及功率集成电路会议综述[J], 胡冬青
2.一种宽带雷达发射机大功率微波器件驻波保护电路 [J], 蒋千
3.微波功率器件的滤波器测试电路 [J], 罗卫军;陈晓娟;刘果果;刘新宇;王晓燕;方测宝;郭伦春;王晓亮
4.微波功率器件的扇形线测试电路(英文) [J], 罗卫军;陈晓娟;梁晓新;马晓琳;刘新宇;王晓亮
5.安捷伦率先推出适用于功率电路设计的功率器件分析仪仪器表征全部功率器件参数——Ron、漏电流、Ciss、Coss、Crss和栅极电荷 [J],
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微波功率器件进展
由Ge、Si、Ⅲ-V化合物半导体等材料制成的，工作在微波波段的二极管、晶体管称为微波器件。
微波即波长介于1m~1mm之间的电磁波，相应频率在300MHz~300GHz之间。
微波半导体器件在微波系统中能发挥各方面性能，归纳起来为微波功率产生及放大、控制、接收3个方面。
对微波功率器件要求有尽可能大的输出功率和输出效率及功率增益。
进入20世纪90年代后，由于MOCVD(金属有机化学气相淀积)和MBE(分子束外延)技术的发展，以及化合物材料和异质结工艺的日趋成熟，使三端微波器件取得令人瞩目的成就，使得HBT(异质结双极型晶体管)、MESFET(肖特基势垒场效应晶体管)以及HEMT(高电子迁移率晶体管)结构的各种器件性能逐年提高。
与此同时，在此基础上构成的MMIC(单片集成电路)已实用化，并进人商品化阶段，使用频率基本覆盖整个微波波段，不仅能获得大功率高效率而且，噪声系数小。
随着微波半导体器件工作频率的进一步提高，功率容量的增大，噪声的降低以及效率和可靠性的提高，特别是集成化的实现，将使微波电子系统发生新的变化。
下面从微波异质结双极晶体管(HBT)，微波功率（MESFET），高电子迁移率晶体管(HEMT)来举例。
1 HBT功率微波器件的特性及设计要点
微波双极型晶体管包括异质结微波双极型晶体管和Si 微波双极型晶体管。
Si器件自20世纪60年代进入微波领域后，经过几十年的发展，性能已接近理论极限，并且其理论和制造已非常成熟，这可为后继的第二代、第三代器件借鉴。
HBT主要由化合物半导体或合金半导体构成，需要两种禁带宽度不同的材料分别作为发射区和基区，宽带隙材料作发射区，窄带隙材料作基区。
当为DHBT(双异质结双极型晶体管)时，集电区与基区材料带隙也不相同。
为更加有效地利用异质结晶体管的特性，其结构也不再是普通的平面结构，而是采用双平面结构。
2 MESFET功率微波器件的特性
在上个世纪70年代后期，GaAs单晶及外延技术获得突破，GaAs肖特基势垒栅场效应晶体管(MESFET)得以成功制成。
GaAs材料的电子迁移率比Si的高7倍，且漂移速度快，所以GaAs比Si具有更好的高频特性，并具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高等特点，而且GaAs是直接带隙，禁带宽度大，因而器件的抗电磁辐射能力强，工作温度范围宽，更适合在恶劣的环境下工作。
由于GaAs器件具有以上优点，GaAs MESFET已几乎占领了微波应用的各个领域。
20世纪90年代中后期对于SiC材料的研究表明，它的性能指标比GaAs器件还要高一个数量级。
SiC具有下列优异的物理特点：高的禁带宽度(4H-SiC，3.2eV)，高的饱和电子漂
移速率(2×107cm/s)，高的击穿强度(4×106V/cm)，低的介电常数和高的热导率(4.9W/cm·k)。
上述这些优异的物理特性，决定了SiC在高温、高频率、高功率的应用场合是极为理想的半导体材料。
在同样的耐压和电流条件下，SiC器件的漂移区电阻要比Si低200倍。
其功率密度是Si和GaAs的3～4倍，热导性能是Si的3倍，是GaAs的10倍。
用SiC材料制造的MESFET的射频(RF)功率密度达到4.6W/mm，功率效率(PAE)达到65.7％，击穿电压超过100V，SiC的型体非常多，在半导体应用时4H-SiC和6H-SiC由于单晶生长工艺的成熟以及较好的重复性而应用较广，目前已商品化，尺寸也由25mm增大到50mm，75mm的晶元也有样品展出，产品目前主要来自于美国的Cree公司。
3 HEMT功率微波器件的特性及设计
HEMT被公认为微波／毫米波器件和电路领域中最有竞争力的三端器件，它不仅具有优异的低噪声特性，而且具有出色的功率性能。
1969年IBM公司的L．Esaki和R．Tsu提出了"调制掺杂"概念，认为如将载流子在空间上与其母体的电离杂质分开，并使之局限在一极小的区域内(量子阱)作二维运动，由于量子阱中的载流子避免了与其母体杂质的散射，就能获得很高的迁移率。
1978年，Bell实验室的R.Dingle首次报道了用MBE生长的调制掺杂异质结构，并证实了具有高密度、高迁移率的二维电子气(2DEG)的存在。
1980年日本富士通公司研制出第一只HEMT，因其它具有超高速性能以及吸引人的功率密度而受到世人瞩目。
且其短沟道效应很小，制造步骤少，性能均匀稳定。
目前，由于HEMT器件研究和工艺的日趋成熟，在国外(美国、日本等)已有高性能的产品走向市场。
4 国内现状及与国外差距、未来展望和总结
我国在GaAs MESFET的研制方面起步较早，经过十几年的努力，目前所达到的水平为C波段8W、15GHz 1W、18GHz 1W，并已商业化。
而HBT和HEMT器件及其材料的研制方面起步较早，且由于设备条件差，所以器件性能也较差，大多数的器件只是处于试验阶段。
目前，国家各重点实验室已成功研制出高性能的HBT和HEMT，填补了我国在这方面的空缺，只是还没能够形成产业化。
经过30多年的研制和发展，我国在半导体微波器件领域取得了很大的成绩，但与国外先进水平相比，仍然存在相当大的差距。
对SiC晶元的制备我国尚为空缺，实验的材料均来自于美国的Cree公司，而GaN器件也刚刚起步，其工艺正在探索研究中，主要是由于受
AlGaN／GaN 2DEG材料的来源限制。
器件的研制和生产方面与国外的差距是多方面的，归纳起来包括以下几方面：
(1)投资强度不够。
半导体制造工艺需要的设备大都要求先进的现代化设备，需要投人相当大的资金，由于我国的国力的原因，在投资方面跟不上美、日及西欧等国家。
同时由于我国的基础工业的落后也导致了半导体产业的落后。
(2)材料研究落后。
材料是器件的重要基础，材料的特性直接影响器件的性能参数。
广泛掌握材料特性和对材料质量全面了解是器件成功的关键。
虽然我国进口了先进的MBE、MOCVD设备，但材料生长技术仍有待提高。
(3)工艺设备的落后。
由于半导体设备的投资相当大，而我国的大多数设备都靠从国外进口，主要是Si工艺生产线，而Si材料已不能满足未来对微波功率器件的要求，新材料的制备需要新的生产线及新的工艺。
未来器件的发展会集中在新材料、新工艺、新结构、互连技术等方面，而新材料则是重点。
由于对器件的设计从"掺杂二程"转入"能带工程"，因此对半导体材料需要革命性的革新，而这正是目前器件及IC技术突破的瓶颈。
对于微波功率器件，需要找到宽禁带、高热导率、高电子迁移率、高的击穿强度、低介电常数的材料，同时由于异质结的应用，必然会有晶格失配现象，故还需要有最小的晶格失配系数。
由于SiGe与Si工艺的兼容性，我国应首先在SiGe合金的制备及SiGe／Si异质结特性的研制和HBT结构的研制上取得突破，这可利用现成的Si工艺生产线实现产业化，从而实现第一代材料与第二代材料的平稳过渡。
在其他新型材料(SiC、GaN、InP等)的研制和开发方面可采取开发与引进并行的策略逐步推进产业化进程，追赶国外先进水平。
化合物半导体器件中最有代表性、最能完美地显示异质结结构特点的超高速器件是高电子迁移率晶体管(HEMT)和异质结双极晶体管(HBT)。
HEMT不仅可获得超高频、超高速，还具有低的高频噪声。
HEMT是平面结构，而HBT是非平面结构，工艺上比HEMT难度大，但可获得高的输出功率。
对微波功率器件的研究除了要寻找更好的半导体材料和对材料特性进行改进外，还要有十分完备的工艺支持。