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微波电路CAD ;微波半导体器件的发展及概况 自1948年第1只锗晶体管发明以后，半导体开始真正作为可靠、稳定和实用的器件进入微波领域，此后微波半导体器件取得了令世人瞩目的发展，广泛应用于各个技术领域。 微波半导体器件分类 1）按导电机理分为单极型和双极型两类。单极型器件是指在器件工作过程中只有单一一种多数载流子参与运动，如场效应器件；双极型器件则是指在工作过程中多数载流子和少数载流子共同参与运动的器件，凡是以PN结为基础的半导体二极管和三极管都是双极型器件。 ; 微波半导体器件分类 2）按半导体效应来分，也可分为两类。一类是利用半导体的结型效应制造的器件，包括变容二极管、肖特基势垒二极管、隧道二极管、雪崩渡越时间二极管、单极和双极晶体管(三极管)；另一类是利用半导体的体效应(耿式效应)而产生的转移电子器件(耿式器件)。 微波半导体器件的特点及优势 ①半导体器件具有低噪声、低功耗、低工作电压等特点，比电真空器件具有明显的优势性，因而在低频、低噪声、小功率领域很快取代了电真空器件。 ②半导体器件具有体积小、质量小、工艺简单、适合大规模生产、易于集成等优点，也是微波电真空器件无法比拟的。 ③半导体器件还具有寿命长、可靠性高、抗辐射等特点，在中小功率和低噪声微波应用中已占有绝对优势。 ; 主要微波半导体器件 ; 主要微波半导体器件 ;5. 微波半导体器件与电真空器件;微波电真空器件及其概况 电子学主要是研究带电粒子在气体、真空或半导体中运动的科学。由于带电粒子在不同的媒质中运动，形成了电子学的不同分支。研究带电粒子在真空中的运动时，形成了真空电子学和电真空器件。 微波电真空器件是指在真空或气体媒质中，由于电子或离子在电极间的传输，电子注(或离子注)与高频场的相互作用而实现微波能量(或微波信号)的产生和放大的有源器件。 微波电真空器件在国防装备上，是雷达、通信、电子对抗、遥测遥控和精密制导设备的“心脏”；在信息系统中，作为广播电台、电视台的发射源，微波通信和卫星通信的转发器，以及接收和显示图像各种显示器件已广泛应用于我们的工作和生活。 ;微波电真空器件及其概况 微波电真空器件的特点及优势 微波电真空器件一般都存在工作电压高、耗电多、结构复杂、体积质量大、不能大规模生产、成本高等缺点。但是电真空器件在输出功率和工作频率上同样具有目前半导体器件所无法比拟的优点： ①电子在接近真空的电真空器件中的运动速度接近光速，其工作频率受电子渡越时间的限制要比半导体器件低1000倍，因此它具有快速转换功能，可以工作在更高的频率上，工作频率已推进到THz频段。 ②电真空器件中电子可以工作在很高的电压和电流条件下，较工作在低电压条件下的半导体器件而言，可以获得高功率输出。;微波电真空器件及其概况 微波电真空器件的特点及优势 ③电真空器件中电子运动的速度可以被控制，当电子完成其和外电路的相互作用后，通过降压收集极，使电子能量回收，可以获得很高的总效率。 ④电真空器件中电子的运动方向和位置可以通过静电场或磁场加以控制，因而可以实现信号的放大、振荡、显示和电子加速等多种功能。 ⑤电真空器件都是三维结构，各种介质和金属材料都可以加工成各种特定的形状加以应用，因而可以方便地制造成多种功能、各种形状的器件。;微波电真空器件的主要应用 1.雷达系统的核心器件 雷达系统在现代高技术战争中占有十分重要的地位，警戒指挥、火控、测量跟踪、精密制导、气象探测和航空管制等都需要先进的雷达系统。雷达的发展从它诞生之日起就紧密地和大功率微波器件的发展联系在一起。雷达的需求，推动着大功率微波器件的发展，而新型微波器件的开发，又会带来雷达的新功能，甚至产生新的雷达体制。 雷达发射机一般采用微波振荡器或微波放大器作为发射源。雷达对微波器件的要求如下：①宽的工作频带和瞬时带宽，宽的工作频带以利于频率捷变，反对敌方干扰，宽的瞬时带宽，有利于发射或传输宽频带信号；②平均功率输出是雷达发射机和发射期间的重要指标；③脉冲功率输出也是一个重要;微波电真空器件的主要应用 1.雷达系统的核心器件 指标；④要求发射源具有相位或频率调制的能力和相位稳定性；⑤多模雷达要求发射微波器件具有可变的脉冲宽度和重复频率；⑥良好的冷却系统。 2.电子对抗系统的威力来自大功率微波器件 电子对抗(ECM)系统在现代高技术战争中具有重要的作用，它的主要任务是：①获取敌方信息；②减小、避免或修正敌方的电磁辐射以保护自己；③保证我方有效地利用电磁辐射武器。大功率微波器件主要用于达到两个目的，即干扰敌方和保护自己。;微波电真空器件的主要应用 3.现代通信系统的基础