Главная Промышленная автоматика.

зано позднее. Особенности, связанные с определением таких характеристик, как выходная мощность, нелинейные искажения, будут рассмотрены в подразд. 14.2.4.

Можно вьщелить следующие этапы проектирования усилителей:

а) проверка возможности реализации требуемого частотного диапазона с учетом параметров транзистора;

б) определение необходимых полных сопротивлений нагрузок по входу и выходу транзистора на основании анализа параметров рассеяния или прямых измерений сопротивлений транзистора;

в) синтез согласующих цепей, обеспечивающих данные нагрузки, с использованием аналитических методик или машинных методов;

г) решение проблем, связанных с технологией изготовления усилителя. В данном разделе будут более подробно рассмотрены первые три этапа.

Четвертый этап будет широко обсуждаться в разд. 14.5.

14.1.1. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНЗИСТОРА

Коэффициент усиления. Методики определения максимального коэффициента усиления транзистора, работающего в линейном и нелинейном режимах, отличаются друг от друга. В данном cnjiae необходимо определить, какой режим является линейным, а кжой - нелинейным. Это можно сделать при сравнении выходной мощности с мощностью насыщения, т.е. максимальной мощностью, которую можно получить от транзистора. Обычно предполагают, что нелинейные эффекты начинают играть заметную роль в случае, когда выхощтая мощность превышает уровень, определяемый кж -10 дБ по сравнению с мощностью насыщения, если режим по постоянному току соответствует режиму, при котором бьша определена мощность насыщения.

Если транзистор находится в линейном режиме, то для определения максимального коэффициента усиления можно использовать -параметры. Данный подход достаточно полно рассмотрен в литературе [69]. Наиболее важные для этого случая соотношения приведены в табл. 14.1. Для безусловно устойчивого транзистора (К> 1) определен максимально возможный коэффициент усиления Луо- Необходимо отметить, что максимально возможный коэффициент усиления для GaAs ПТШ определяется разностью между двумя приблизительно равными величинами (1 - ln 1) . Следовательно, истинность нахождения Ку зависит от точности, с которой определены 5-па-раметры (это особенно важно для ISn «1). Когда транзистор потенциально неустойчив, максимальный коэффициент усиления не определен и нахождение его наибольшего значения зависит от условий устойчивости транзистора.

В случае нелинейного режима расчет является более сложным. Несмотря на то, что известно большое число работ [177, 180, 243, 100- 102,145], в которых для расчета усилителей используются S-параметры, данная проблема в общем случае не решена (к этому вопросу вернемся позднее в подразд. 14.1.2). Единственно возможными путями решения этой проблемы являются: а) использование максимально возможного коэффициента усиления, определенного в линейном режиме, как наибольшего (при увеличении уров-256



Таблица 14.1. Применение -параметров для проектирования линейны. усилителей

Значение пара.метра

Параметр

Случай однонаправленной

Безусловная

Потенциальная

передачи (15,, * 0)

устойчивость

неустойчивость

Коэффициент устойчивости

К>1

К> 1

Координаты центров и радиусы окружностей, определяющих области потенциальной неустойчивости: г.;

Максимальный коэффициент уси-

леш-.я

Координаты центра и радиус окружности постоянного коэффициента усиления для К, < {К q) ;

=VyOi(Vyo):

(l-lS„l)(l-lS„r)

l-S,-,- (1-) V"w(l-is,..p) l-S,-,-lMl -g)

Cf

a-2K]s,,s,,ig + \s,,s,,rg)

I* Dig



Окончание табл. 14.1

Значение параметра

Параметр

Случай однонаправленной передачи Й,,] « 0)

Безусловная устойчивость

Потенциальная неустойчивость

Оптимальные коэффициенты отражений от нагрузок по входу и выходу

. £,±V5-41C,P

2,С,Р

Определения: А=5ц5 "ил"

i =1,1 =2; i =2;j =1.

в выражениях для Л" g и Г-д при В < О берется знак плюс, а при В > О - знак минус.





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

0.0036