Главная  Интегральные схемы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [ 19 ] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36]

ческом изготовлении, сборке или в силу иных причин) отраженный сигнал поглощается в согласованной нагрузке 6 R Сборка УБС с преобразователем ПАВ технологически проста, поскольку толщина пьезоподложки соизмерима с толщиной токонесущих проводников НПЛ. Как показано на рис. 2.19 а, пьезоподложка (она отмечена двойной штриховой линией) размещается между разомкнутыми концами выходных плеч 2 и 3 УБС, которые гальванически соединены с основаниями встречно направленных штырей преобразователя 4. Достоинством объемного УБС является


Рис. 2.19

большая полоса рабочих частот по сравнению с планарными ИС. К недостаткам можно отнести двунаправленное излучение преобразователя ПАВ, возникающее из-за симметрии расположения периодической структуры штырей.

От этого недостатка можно избавиться, если применить 3-штыревой преобразователь со следующими видами возбуждения: «земля», jt/2, о (рис. 2.19 б). Принцип работы однонаправленного преобразователя аналогичен телевизионной антенне бегущей волны со следующей структурой: директор, вибратор, резонатор,- в которой осуществляется переотражение сигнала.

Однонаправленный преобразователь ПАВ также легко включается в УБС. Для этого достаточно использовать квдратурный шлейфный НО, рассмотренный в § 2.2. На рис. 2.19 б представлена объемная топология УБС. На верхней стороне подложки / выполнен отрезок 2 НПЛ четвертьволновой длины, свернутый в разомкнутое кольцо. По разные стороны одного конца разомкнутой НПЛ включены контактная шина 3 штыревого преобразователя с фазой л/2 и балансное сопротивление 4 /g, а к другому концу под-



ключены входная НПЛ 5 и контактная шина 6 с нулевым сдвигом фазы сигнала. Пьезоподложка расположена щеЖДУ разомкнутыми концами НПЛ, которые образуют контактные площадки 7 и 8. При сборке УБС контактные площадки и шины со сдвигом фазы О и я/2 гальванически соединены поверхностной пайкой, «земляная» шина 9 преобразователя соединена со слоем металла, а балансное сопротивление включено через разомкнутый шлейф 10 четвертьволновой длины.

Анализ устройств на ПАВ показал, что достаточно хорошее согласование акустических волн с электромагнитными достигается объемными УБС, что подтверждается электромагнитной природой ПАВ.

Магнитостатические волны. Как было отмечено выше, ПАВ практически достигли фундаментальных пределов по частотному диапазону. Этот предел можно значительно сдвинуть в сторону миллиметровых волн, если перейти от медленных акустоэлектронных волн к медленным волнам магнитной природы - магнитостатическими волнами (МСВ) (иногда их называют спиновыми волнами). Для этого используется эпитаксиально выращенный слой железо-ит-триевого граната (ЖИГ) на подложке из галлий-гадолиние-вого граната (ГГГ). В зависимости от направления приложенного постоянного внешнего магнитного поля в слое ЖИГ будут возникать различного типа медленные волны (объемные и поверхностные). Скорость распространения волны зависит от внешнего магнитного поля, что дает возможность изменять «электрическим» образом свойства БЭ и управлять таким образом характеристиками системы

В настоящее время МСВ широко используются в устройствах обработки сигнала в диапазоне частот от 1 до 20 ГГц при ширине полосы от 0,5 до 1 ГГц. Особенно очевидна перспективность применения МСВ в цифровых системах. Например, с их помощью реализованы устройства памяти с петлей накопления сигнала, в которую входят линия задержки и шумоподавитель на МСВ. Время задержки сигнала регулируется изменением постоянного магнитного поля.

Канализация МСВ осуществляется либо по всей ширине пленки, либо по ограниченному (в поперечном направлении) участку пленки - волноводу МСВ. Простейшей моделью волновода МСВ является так называемый экранированный волновод МСВ, выполненный из магнитодиэлектри-ческого материала с ограниченным поперечным сечением, расположенным между плоскопараллельными слоями Металла.




2"Ъ

Рис. 2.20

Одним ИЗ наиболее важгых элементов устройств на МСВ является устройство возбуждения - по существу, преобразователь электромагнитной волны в МСВ. В литературе описано достаточно много типов преобразователей, но наиболее эффективным среди них, по-видимому, является преобразователь на встречно расположенных штырях. Причем Ггг для наиболее оптимального согласования сдвиг фазы вход-ного сигнала между соседними штырями должен составлять 180°, что указывает на аналогию с преобразователями ПАВ. Поэтому можно воспользоваться УБС объемного типа, который приведен, например, на рис. 2.19 а.

УБС электромагнитной волны, распространяющейся в СЩЛ 7, с преобразователем МСВ показано на рис. 2.20. «Магическое» Т-соединение 2 выполнено на диэлектрической подложке из АЦОд. Его выходные плечи S тл. 4 соединены с основаниями 5 и 5 встречно направленных штырей преобразователя. Сверху на штырях расположена подложка из ГГГ с нанесенной пленкой из ЖИГ. Сигнал, подаваемый в СЩЛ, в противофазе возбуждает штыревой преобразователь, который в свою очередь излучает МСВ. Магнитная система в данном устройстве выполняется в виде слоев из ферромагнитного материала (например, самарий-кобальта), расположенных на внешних сторонах объемной структуры.

Как видно из рассмотренного примера, а число их можно было увеличить, устройства на МСВ представляют некий широкий класс структур первостепенной практической важности, которые попадают под «юрисдикцию» ОИС СВЧ. Использование многослойных пленок из ЖИГ позволит существенно расширить функциональные возможности ОИС СВЧ и повысить универсальность их применения.

§ 2.5. Невзаимные объемные элементы

Широкое применение в системах обработки информации находят невзаимные элементы (циркуляторы, вентили, переключатели, нагрузки и т. д.), которые занимают важное место в элементной базе ОИС СВЧ. В начале главы мы подробно обсуждали НО, имеющий великолепную способность



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [ 19 ] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36]

0.0008