Grundlagen der Radartechnik zur Füllstandmessung - Brumbi.de

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4 Komponenten für Radarsysteme
4.1 Aktive Bauelemente
4.1.1 GaAs-Transistoren
Transistoren aus Gallium-Arsenid sind verstärkende Halbleiter-Bauelemente
(meist realisiert als sog. MESFET, d.h. Feldeffekt-Transistoren mit metallischem
Gate), die vor allem bei Frequenzen im Bereich von 1 GHz bis etwa 30 GHz für
Kleinleistungs-Anwendungen (einige mW) eingesetzt werden. Z.B. findet man
diese Bauteile im Satellitenempfängern und anderen Hochfrequenz-Schaltungen
für Oszillatoren, Mischer und Verstärker.
Neuere Entwicklungen bestehen in Hetero-Bipolar-Transistoren (HBT) und HEMT
(High Electron Mobility Transistors). Diese Transistortypen bestehen aus
verschiedenen Halbleiterschichten, die schematisch in Bild 10 dargestellt sind.
Source
Gate
n+ n n+
Drain
semiisolierendes
Substrat
(undotiertes GaAs)
(a) MESFET
n+ GaAs
GaAs
Source
Gate
n AlGaAs
Drain
semiisolierendes
Substrat
(undotiertes GaAs)
(b) HEMT
AlGaAs
GaAs
GaAs
Emitter
n
p
n-
Basis
p+
n+ GaAs
semiisol. Substrat
(c) HBT
Kollektor
Bild 10: Querschnitte durch die Strukturen von MESFET (a), HEMT (b) und
HBT (c) (nach [Meinke])
4.1.2 Aktive Dioden
Es existieren verschiedene zweipolige Halbleiter-Bauelemente, die sich unter
bestimmten Betriebsbedingungen durch eine negative differentielle
Widerstandscharakteristik auszeichnen und damit zu Verstärker- oder
Oszillatorzwecken genutzt werden können. Mit ihnen kann man zum Beispiel mit
wenig Bauteile-Aufwand und auf kleinstem Raum Kleinleistungs-Oszillatoren im
Mikrowellenbereich bis etwa 100 GHz aufbauen.
Zu diesen aktiven Dioden gehören die:
Tunneldiode, teilweise auch Esaki-Diode genannt (aus Ge, GaAs oder GaSb)
Lawinen-Laufzeit-Diode (LLD) oder Impatt-Diode (impact avalanche transit
time)