Rauscharme Verstärker in mHEMT-Technologie

Moderne Sender und Empfänger bestehen aus einem analogen Hochfrequenzteil. Dieser Teil besteht aus mehreren HF-Blöcken (z.B. Verstärkern, Mischern, Oszillatoren und Filtern). Das Hochfrequenzverhalten dieser Komponenten wird mit speziellen Größen beschrieben: Reflexionsfaktoren treten an die Stelle von Impedanzen und Vierpole werden durch S-Parameter beschrieben. In vielen Bereichen liegt die Eingangs-Signalleistung nur geringfügig über dem Grundrauschen bei Raumtemperatur. Das empfangene Signal muss deshalb zuerst über einen Vorverstärker (rauscharmer Verstärker) soweit verstärkt werden, damit es verarbeitet werden kann. Dabei muss ganz besonders auf den Vorverstärker geachtet werden, da er neben der Eigenschaft Signale zu verstärken auch den Nebeneffekt besitzt selbst Rauschen zu erzeugen. Daher ist der rauscharme Verstärker im Empfangspfad eine Schlüsselkomponente. Rauscharme Verstärker mit sehr niedriger Rauschzahl werden im hohen GHz-Bereich aus Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMTs) gefertigt. Sie bestehen hauptsächlich aus III-V-Verbindungshalbleitern wie z.B. Galliumarsenid (GaAs) oder Indiumphosphid (InP).

Autorentext

Dipl.-Ing. (FH) Daniel Sonner, M.Eng.: Studium der Elektrotechnik / Informationstechnik an der Hochschule Offenburg. Entwicklungsingenieur bei der Daimler AG, Ulm.

Klappentext

Moderne Sender und Empfänger bestehen aus einem analogen Hochfrequenzteil. Dieser Teil besteht aus mehreren HF-Blöcken (z.B. Verstärkern, Mischern, Oszillatoren und Filtern). Das Hochfrequenzverhalten dieser Komponenten wird mit speziellen Größen beschrieben: Reflexionsfaktoren treten an die Stelle von Impedanzen und Vierpole werden durch S-Parameter beschrieben. In vielen Bereichen liegt die Eingangs-Signalleistung nur geringfügig über dem Grundrauschen bei Raumtemperatur. Das empfangene Signal muss deshalb zuerst über einen Vorverstärker (rauscharmer Verstärker) soweit verstärkt werden, damit es verarbeitet werden kann. Dabei muss ganz besonders auf den Vorverstärker geachtet werden, da er neben der Eigenschaft Signale zu verstärken auch den Nebeneffekt besitzt selbst Rauschen zu erzeugen. Daher ist der rauscharme Verstärker im Empfangspfad eine Schlüsselkomponente. Rauscharme Verstärker mit sehr niedriger Rauschzahl werden im hohen GHz-Bereich aus Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMTs) gefertigt. Sie bestehen hauptsächlich aus III-V-Verbindungshalbleitern wie z.B. Galliumarsenid (GaAs) oder Indiumphosphid (InP).