Ри с. Ю. Кривые для определения модуля и фазы параметров
и*к Т-образной схемы замещения в зависимости от частоты
С помощью ф-л (44) определяются Л-параметры: для схемы с общей базой ^
либ = 2э 4" т —
П2\Ъ
А126в Г в + |
' б |
( - ^ + |
ЛвС1() |
’ |
(45) |
|
|||||
^ 22б ~ ------Ь |
|
|
|
|
|
ZK |
|
|
|
|
|
для схемы с общим эмиттером: |
|
|
|
|
|
к Пэ = ' ‘б + |
^ э'г21э |
|
|
|
|
^129 — “гК |
Ь ^ ^ К 2Э^2\Э |
|
(46) |
||
1 22Э — ^2\Э ^ |
/СОСк) |
|
|
||
1 + Л 2,э = |
1 Д |
1в. |
|
(47) |
|
В случае П-образной схемы (рис. 5) параметры гкэ и гкб, пере
стают оказывать влияние на частотные свойства, а параметр С$к теперь следует учитывать, тогда
г эб/ |
r3h21Э |
|
|
|
СэА_ |
2я/тгэ |
|
|
|
(48) |
|
|
|
у о |
| Л2]б | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Ь к — |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 п ^ и |
|
|
|
|
|
|
|
Сбк — ^22б |
|
|
|
|
|
Таким образом, для расчета схемы усилителя высокой частоты |
||||||||
необходимо |
измерить |
четыре параметра: |
|/*12б1 |
на |
средней |
частоте |
||
/ 12, С22б, /т |
и гб, которое равно |
действительной |
части Re(Лцо) вход |
|||||
ного |
сопротивления, |
измеренного на достаточно высокой |
частоте. |
|||||
В справочнике приводятся усредненные зависимости парамет |
||||||||
ров, их действительная и мнимая части |
от тока |
и частоты. По |
||||||
этим |
параметрам расчет схем наиболее прост. |
|
|
|
||||
Шумы
шума Fш для схемы с общим эмиттером:
«1+ i h +Т +(тf + ^ ) <r>+ri+ ад,гк-]’ |
<®> |
|||||
где Fm — минимально при Rr опт и / э опт*» |
|
|
|
|||
/?Г опт ~ у 2Гб ^ |
опт ~ |
-^-^кбо^21э* |
|
|||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
.Ли мин « 1 + 4 |
+ |
В (2В + |
(1 + |
Л + В>2; |
|
|
Л . Г Т ^ Г |
, ; |
в |
. / |
щ |
: - . |
(50) |
<рт = |
8,7 • 10- 2Г°‘ |
|
|
|||
где Т0 — температура, °К;
R T— сопротивление генератора, ом.
Дальнейшее снижение Fm возможно путем уменьшения напря жения Uкэ йа коллекторе и снижения температуры Т°, однако в формулы входит Й21б, которое падает со снижением £/1(Э и растет
стемпературой.
Всправочнике приводятся гарантируемые максимальные значе ния Fш в определенном не наивыгоднейшем режиме и только дли малошумящих транзисторов. Таким образом, для получения мини мальных шумов важнейшее значение имеет отыскание наивыгодней шего режима по току и напряжению при оптимальном значении сопротивления генератора. Этот режим для различных образцов транзисторов будет различным. Можно найти режим . наименьших шумов и для транзисторов, которые не проверяются по коэффи циенту Fm.
Вкачестве примера зависимости Fm от тока, температуры и сопротивления генератора на рис. 11 приводятся усредненные кри
вые для германиевых и кремниевых транзисторов.
Зависимость Fm от частоты иллюстрируется кривыми рис. 12. Формула (49) дает значения Fm в интервале частот -5- /ш. Для частот, меньших fn (0,5 ч -5 кгц), шумы снижаются с повышением частоты на 3 дб на октаву; для частот, больших предельной часто ты / ш, шумы повышаются на 6 дб на октаву.
Предельные и граничные частоты
Предельные частоты определяются по значению параметра, со ответствующему пределу, свыше которого транзистор не. может быть использован как усилительный элемент,.
К этим частотам относятся: |
коэффициента |
усиления по |
току |
в |
|||
— предельная |
частота |
f T |
|||||
схеме с общим эмиттером |
(при |
этой частоте |
|Л210| = 1): |
|
|
||
|
|
/т = |
| Д21Э| Д |
|
(51) |
||
где / — высокая |
частота, |
на |
которой измеряется модуль |
h2j3; |
|
||
предельная частота fMаис коэффициента усиления по мощ |
|||||||
ности (при этой частоте /ср = 1): |
|
|
|
||||
|
fмакс — |
|
|
(52) |
|||
— предельная частота f ш |
коэффициента |
шумов (при |
этой |
ча |
|||
стоте начинается |
резкое возрастание Fm): |
|
|
|
|||
|
|
f |
~ |
fr |
|
(53) |
|
Граничные частоты определяются по значению параметра, ко торый уменьшился с частотой до определенной границы, по срав нению с его первоначальной (низкочастотной) величиной.
К этим частотам относятся:
— граничная частота fh2ю коэффициента передачи по току в
схеме |
с общей базой (при |
этой частоте Л21в = 0 ,7 Л21оо): |
|
|
|
fh2\6— mfT* |
(54) |
где |
1,6 (меньшая |
цифра относится к бездрейфовым |
тран |
зисторам);
— граничная частота fh2\э коэффициента усиления по току в
схеме |
с общим эмиттером (при этой |
частоте Л21э = 0 ,7 A2iaJ): |
|
|
f/l2\ |
|
(55) |
|
|
1 + / / 2 |
|
— граничная частота f1/2i3 крутизны характеристики в схеме с |
|||
общим |
эмиттером (при этой частоте |
T/2ID=0,7 //2iao): |
|
|
fi/21a |
|
(56) |
— граничная частота fh2i6i коэффициента передачи по току в схеме с общей базой в инверсном включении:
Все частоты связаны между собой и |
с частотой / т, наиболее |
легко измеряемой величиной, физический |
смысл которой ((aT= |
Р и с. 11. Усредненные зависимости коэффициента шума от тока эмиттера, температуры окружающей среды сопротивления генератора на входе тран зистора.
РШ’Аб |
|
|
|
|
7 |
^ З д б /о кт а в а |
|
|
б д б / о н т а в а |
^ |
|
Ю 4 |
Л |
|
|
V |
1 / |
\ / |
{ |
|
|
W |
|
8 |
|
|
|
|
|
б |
\ V |
|
s i |
|
i |
|
|
|
i / |
||
|
ч |
|
|
|
|
4 |
|
|
у |
. |
|
|
G e |
^ 7 |
|
||
|
— |
|
|||
2 |
1 |
|
_____________________ ______1___________ |
||
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
1 |
О_____________1----------------------------------------- 1--------- 1 |
|||||
|
Им |
|
---- ► 0пг |
|
1fш |
Рис. 12. -Зависимость коэффициента шума от частоты.