Режим сверхнизких шумов в широкополосном неохлаждаемом усилителе на PHEMT в дециметровом диапазоне

Abstract

В работе предлагается метод разработки малошумящих широкополосных усилителей на HEMT, базирующийся на адекватном диапазону выборе транзисторных структур. На примере расчета и экспериментального исследования усилителя в дециметровом диапазоне показано, что транзисторы широкого применения допускают реализацию сверхмалошумящего режима согласования, при котором шумовая температура усилителя Tn в основном определяется минимальной температурой шумов транзистора Tmin: Tn/Tmin не превышает 1.2. Полученные результаты позволяют прогнозировать возможность дальнейшего снижения шумов широкополосных усилителей дециметрового диапазона до уровня 10 К без использования криоохлаждения.

У роботі пропонується підхід до розробки малошумлячих широкосмугових підсилювачів на HEMT, що базується на адекватному до діапазону виборі транзисторних структур. На прикладі розрахунків та експериментального дослідження підсилювача в дециметровому діапазоні показано, що транзистори широкого вжитку допускають реалізацію надмалошумлячого режиму узгодження, за якого шумова температура підсилювача n T здебільшого залежить від мінімальної температури шумів транзистора min T : n min T T не перевищує 1.2. Отримані результати дають змогу прогнозувати можливість подальшого зниження шумів широкосмугових підсилювачів дециметрового діапазону до рівня 10 К без застосування кріоохолодження.

In this paper, an approach to the design of broadband HEMT LNA is proposed, based on the selection of the transistor type adequate to the operation band. By way of the L-band amplifier, the feasibility of ultra-low-noise matching of general-purpose FET is shown. Under these conditions, the noise temperature of the amplifier (Tn) is dominantly determined by the minimum noise temperature of the transistor (Tmin) i. e. Tn/Tmin ≤1.2. The obtained results permit predicting the possibility of broadband LNA noise reduction down to 10 K without cryogenic cooling.