Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Выбор режимов по постоянному току и расчет у–параметров полевых транзисторов

Маломощные высокочастотные ПТ по сравнению с БТ работают при больших токах покоя и напряжениях , уменьшение І_ОС и u_СИ относительно указанных значений приводит к существенному ухудшению усилительных свойств ПТ из-за падения крутизны S.

Предварительный выбор режима ПТ по І_ОС и u_СИ нужно производить в указанных пределах, при этом должно выполняться условие

u_СИ< Е_С,

где Е_С – напряжение питания стоковых цепей радиотракта или РП в целом.

Из справочника необходимо выбрать следующий минимальный перечень электрических параметров ПТ с указанием режима измерения:

- крутизна проходной характеристики S при t = +25⁰С;

- максимальная (предельная) частота f _max, в качестве f _maxможет быть использована частота, на которой нормируется коэффициент усиления по мощности К_р или коэффициент шума N;

- коэффициент шума N или другие шумовые параметры;

- входное сопротивление Rвх или активная составляющая входной проводимости на частоте измерения f _изм, иногда приводится в виде графика или ;

- выходное сопротивление R_вых или активная составляющая выходной проводимости ;

- входная емкость С_вх = С_3И = С₁₁;

- выходная емкость С_вых = С_СИ = С₂₂;

- проходная емкость С_пр = С_3С =С₁₂.

Если в справочнике приводится несколько значений параметров, то нужно брать нормируемое значение (максимальное или минимальное), а не типовое, которое обычно отмечается звездочкой.

Для большей достоверности расчетов значения электрических параметров можно скорректировать, используя графики зависимости Iс, u_СИ от f, если они приводятся в справочнике.

Расчет у –параметров для схемы ОИ

1 Входная проводимость

где g_11и – активная составляющая входной проводимости, имеет сильную зависимость от частоты;

– реактивная составляющая входной проводимости;

– круговая рабочая частота;

– входная емкость.

Рассчитываем:

а) (31)

где – активная составляющая входной проводимости на частоте измерения f_ИЗМ из справочника;

f – максимальная рабочая частота в составе радиотракта.

Если данные по R_вх или g_вх в справочнике отсутствуют, то с достаточной для практики погрешностью можно принять объемное (распределенное) сопротивление истока

, (32)

где S = S_{ср. геом.} – см ниже п.3 расчета.

Тогда

;

б) . (33)

2 Выходная проводимость

где g_22И – активная составляющая выходной проводимости, слабо зависит от частоты;

– реактивная составляющая;

– выходная емкость.

Рассчитываем:

а) .

Если данные по R_вых или g_вых в справочнике отсутствуют, то с достаточной для практики погрешностью можно принять g_вых = (20 ÷ 100)·10^–6 См;

б) С_22И = С_вых = С_СИ.

Если данные по С_вых в справочнике отсутствуют, то можно принять С _СИ=С_ЗИ.

3 Проводимость прямой передачи (крутизна транзистора)

где Y_21И – модуль проводимости прямой передачи для f < 0,1 f _max слабо зависит от f;

φ_21И – фаза проводимости прямой передачи для f < 0,1 f _max можно считать φ_21И ≈ 0

Рассчитываем:

, (34)

где S_min, S_max – крайние значения S из справочника

4 Проводимость обратной передачи

где ,

- проходная емкость транзистора из справочника.

Примерное содержание п. 3.4 в ПЗ:

- перечислить основные критерии и обосновать выбор транзисторов с указанием места использования в радиотракте при выборе двух и более типов;

- выбрать режимы транзисторов по постоянному току;

- привести перечень электрических параметров транзисторов из справочника;

- произвести расчет у –параметров.

Пример 3. Рассчитать у –параметры для схемы ОЭ транзистора КТ 3120А.

Исходные данные:

- максимальная рабочая частота в составе радиотракта f = 109 МГц;

- напряжение питания Е_к = 9В;

- режим по постоянному току: ток покоя І_OK = 1мА, напряжение u_кэ = 4В;

- электрические параметры транзистора КТ 3120 из справочника [33]:

- статический коэффициент передачи тока в схеме ОЭ ;

- граничная частота коэффициента передачи тока ;

- постоянная времени цепи обратной связи ;

- коэффициент шума ;

- емкость коллекторного перехода .

Расчет у –параметров для схемы ОЭ

1 Определяем среднее геометрическое значение h_21Э, используемое в дальнейших расчетах по формуле (20)

h_21Э= h_{21Э ср. геом.}= .

2 Определяем активное (дифференциальное) сопротивление эммиттерного перехода по формуле (21)

где – температурный потенциал при Т = 300К;

3 Определяем объемное сопротивление базы из формулы (19)

где – активная емкость коллекторного перехода по формуле (22).

Для эпитаксиально–планарных транзисторов , принимаем .

4 Входное сопротивление транзистора в схеме с ОБ по формуле (23)

5 Рассчитываем граничную частоту транзистора по крутизне по формуле (24)

Чтобы можно было не учитывать зависимость у –параметров, должно выполняться условие (17)

Условие выполняется, тогда основные составляющие у–параметров для схемы ОЭ определяем следующим образом.

6 Активная составляющая входной проводимости по формуле (25)

7 Входная емкость по формуле (26)

8 Активная составляющая выходной проводимости по формуле (27)

где h_22Б – активная выходная проводимость транзистора в схеме ОБ, параметр в справочнике отсутствует, поэтому для I_ОК = 1мА можно принять ориентировочное значение h_22Б = 1×10^–6 См.

9 Выходная емкость по формуле (28)