ТРАНЗИСТОРЫ НА ВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ

May 7, 2010 by admin Комментировать »

Вы познакомились с работой транзистора на постоянном токе и зву­ковых частотах, при которых его параметры еще не зависят от частоты усили­ваемых колебаний. Однако с повышением частоты эта зависимость становится все более заметной.

Уменьшение усиления на высоких частотах происходит из-за инерционно­сти процесса перемещения носителей тока через базу от эмиттера к коллек­тору. При этом чем толще база транзистора, тем большее время требуется то­ку на прохождение от эмиттера к коллектору и тем значительнее снижается усиление. Поэтому для работы на высоких частотах необходимы специальные высокочастотные транзисторы с очень тонкой базой и малыми емкостями пе­реходов.

Как же зависят от частоты усиливаемых колебаний параметры транзисто­ров? На рис. 53 показана зависимость коэффициентов h2i а и h2i „ от частоты (за единицу принято равенство этих коэффициентов коэффициентам А21 во и h2i эо на низких частотах). Как видите, по мере роста частоты усиливаемых колеба­ний коэффициенты вначале изменяются незначительно, а затем резко падают. Частоту fh21б(fh21Э), на которой значение этих коэффициентов составляет 0,7 от значения коэффициента h21БО (h21ЭО), принято считать предельной частотой усиления. Она обычно указывается в справочниках. Обратите внимание, что уменьшение коэффициента h21Э начинается на более низких частотах, т. е. тран­зистор при включении по схеме ОЭ оказывается более низкочастотным, чем при включении по схеме ОБ. Как мы уже знаем, h21э=h21б/(1 — h21б), тогда при h21б = 0,99, h21э = 99. Если коэффициент h21б в результате увеличения ча­стоты уменьшится всего на 1% и станет равным 0,98, то h21Э= 0,98/(1 — 0,98) = 49, т. е. уменьшится почти на 50% I Таким образом, предельная частота fh21э значительно ниже fh21б. Между этими частотами существует следующая при­ближенная зависимость: fh21Э=fh21Б/h21Э0. Заметим, что частоты fhiu и fhzie лишь указывают ту область частот (от низких до частоты fh2i), в которой мож­но пренебречь зависимостью параметров транзистора от частоты. Но транзис­тор может работать и на более высоких частотах, хотя его коэффициент пе­редачи уменьшится, а усилительный каскад с таким транзистором может са­мовозбуждаться из-за возросшего влияния емкости коллекторного перехода. В действительности же граничными частотами, характеризующими предел частотного исполь­зования, являются частоты fгp и fmax.

clip_image002

Рис. 53. Зависимость коэффи­циента h21б от частоты

Частоту fгp называют граничной частотой коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ. Она характеризует частоту, на которой коэф­фициент h21Э уменьшается до единицы. С ча­стотой fh21Э она связана зависимостью fгр = = fh21э(1+h21Эо). Но на такой частоте тран­зистор практически не может работать. На практике удобнее пользоваться максимальной частотой генерации fmax (ее иногда обозначают fген max), т. е. частотой, на которой коэффици­ент усиления транзистора по мощности Kv сни­жается до единицы. Очевидно, транзистор мо­жет работать в схеме генератора только в том случае, если его коэффициент усиления по мощности больше или равен единице, иначе генерации колебаний не произойдет.

Это основной параметр для выбора высокочастотного транзистора. Коэф­фициент усиления по мощности Kp связан с частотой fmax следующей зависи­мостью: Kp=(fmax/f)2, где f — частота, на которой работает транзистор в дан­ном каскаде. Поэтому если данный каскад на данной частоте должен иметь уси­ление в 100 раз, то надо выбрать такой транзистор, у которого частота fmax больше рабочей частоты f по крайней мере в 10 раз (fmax/f)= (Kp)-2 = (100)-2.

С предельной частотой fh21Э частота fmax связана следующей приближенной зависимостью: fmax=Afh21б, где А — коэффициент, равный 2 — 3 для транзисто­ров с fft2i6 = 2 — 3 МГц; равный 1 для транзисторов с частотой 20 — 30 МГц и 0,7 — 0,9 для транзисторов с частотой более 30 МГц.

В заключение рассмотрим параметр Aia транзистора, работающего на пе-ременном токе. Этот параметр характеризует внутреннюю ОС в транзисторе и показывает, какая доля выходного переменного напряжения передается на вход транзистора. У современных высокочастотных транзисторов он обычно порядка 10-4 — 10-3, т. е. напряжение, передаваемое с выхода на вход за счет «па-(Разитной» ОС внутри транзистора, составляет тысячные или даже десятиты­сячные доли выходного напряжения. Но тем не менее оно приводит к боль­шим неприятностям: любая регулировка выходной цепи вызывает изменение регулировки входной цепи. Например после настройки контуров на выходе кас­када контуры на входе несколько расстраиваются. Таким образом, коэффици­ент Ai2 должен быть как можно меньше, особенно если транзистор работает в резонансном каскаде.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты