Главная Промышленная автоматика.

iso"


-90° в)


Рис. 13.12. Параметры рассеяния кристалла транзистора DXL2501A, включенного по схеме с общим истоком (о) и общим затвором (л), при = 3,5В, /(, = 0,9 /снас " корпусированного транзистора HFET-1101, включенного по схеме с общим истоком

(□), при =4,0В, /е =/снас н Диапазоне частот 2-18 ГГц: а - S,; б-S.,; в - S,; г - S,,



0,10иГн 0,005пФ 0,50 иГн Рис. 3.13. Эквивалентная схема крис-

rw-, o талла транзистора ОХЕ2501АприСд=

= 3,5 В и = 0.9 /с „ас = 0е/! »= = 37мА/В; т=7,5пс)

В Ом

S-U-

и, 0,50пФ

600 Хрм

:0,!2пФ

-♦-»-I тики переходов от микрополос-

2 0м ковой линии к коаксиальному

тракту измерительной системы а,!ОнГи не должны вносить заметных из- менений или их нужно определенным образом учитывать в дальнейшем. При измерениях S-napa-метров ПТШ, включенных по схеме с общим истоком, должны учитываться паразитные индуктивности выводов кристалла, поскольку они существуют и при установке кристалла ПТШ в усилитель. Длину этих выводов стараются делать как можно меньше (примерно 380мкм), что обеспечивает максимальную широкополосность схем.

Типичные значения -параметров кристалла GaAs ПТШ типа DXL 2501А (ширина затвора И = 500 мкм, длина затвора L = \ мкм), измеренные на малом сигнале в диапазоне частот 2-18 ГГц при токе стока, соответствующем максимуму коэффициента усиления, показаны на рис. 13.12 для включения ПТШ по схеме с общим истоком и с общим затвором. Параметры рассеяния относительно нечувствительны к изменению тока стока, за исключением 15211, значение которого возрастает с увеличением тока. При проектировании широкополосных усилителей может быть полезной упрощенная эквивалентная схема, показанная на рис. 13.13 для режима по постоянному току, соответствующему максимуму коэффициента усиления. Время задержки в формуле для крутизны транзистора определяется длиной затвора Lgi

L, lO-M

г -= --- 10 пс. (13.11)

Uo 10 см/с

Параметры рассеяния транзистора, включенного по схеме с общим затвором, показаны на рис. 13.12 для случая минимального значения индуктивности в цепи общего затвора. Вход транзистора относительно хорошо согласован с волновым сопротивлением СВЧ тракта (50 Ом), так как для этого включения

SiiZo5. (13.12)

Величина 15221 >1 Для частот, превышающих 6 ГГц (рис. 13.12). Поэтому можно легко построить генератор с использованием выходной цепи транзистора. Выходной параметр рассеяния генератора 52*2 является функцией коэффициента отражения нагрузки по входу (Г1):

S11S21T1

22 - S22 +

1-5„Г:

(13.13)



Более подробно метод расчета генераторов будет описан в последующих разделах данной главы.

Параметры рассеяния GaAs ПТШ для малого сигнала в широко распространенном микрополосковом корпусе также представлены на рис. 13.12. Обычно влияние паразитных элементов приводит к более существенной зависимости -параметров от частоты, что уменьшает полосы частот устройств на таких транзисторах. Если влияние паразитных элементов пренебрежимо мало, то в усилителях можно реализовать максимально возможный коэффициент усиления и минимальный коэффициент шума собственно транзистора.

Основными достоинствами применения корпусированных GaAs ПТШ являются:

1) простота установки транзисторов в схему (обычно с помощью пайки низкотемпературным гфипоем);

2) возможность предварительного до установки в схему отбора транзисторов, что особенно важно для малошумящих усилителей, в первый каскад которых должны устанавливаться транзисторы с наименьшим коэффициентом шума;

3) гарантия исгфавности транзистора проверкой работоспособности по постоянному току;

4) надежная защита транзистора от внешних воздействий.

Для описания шумовых характеристик усилителя необходимы четыре параметра, которые измеряют или рассчитывают. Этими параметрами являются (задаются на каждой частоте):

min ~ минимальный коэффициент шума;

шО шо

- параметр, характеризующий изменение коэффициента шума относительно его минимального значения.

Используя эти параметры, можно найти коэффициент шума при определенной нагрузке по входу с проводимостью Y:

ш=шт1п+-1>г- -шо!; (13.14)

УщО - проводимость по входу, соответствующая минимальному коэффициенту шума/Гщ = Krnin-

Эквивалентная схема с учетом шумовых составляющих для GaAs ПТШ [31] представлена на рис. 13.14. Она содержит источники шума, описываемые следующими шумовыми токами:

1) /(jj обусловлен тепловым шумом электронов в канале и диффузионным шумом области канала, в которой скорость дрейфа электронов равна скорости насыщения;

2) гз определяется тепловым шумом канала, переданным во входную цепь через емкость ("наведенный шум затвора").

Коэффициент шума определяется двумя внутренними источниками шума





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 [76] 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165

0.0037