Улучшение спектральных характеристик генераторов СВЧ на биполярных транзисторах на основе компенсации фазового фликкер-шума тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат наук Плутешко, Андрей Владимирович

• Плутешко, Андрей Владимирович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Плутешко, Андрей Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 ФАЗОВЫЙ ШУМ В ИСТОЧНИКАХ КОЛЕБАНИЙ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ, ВЫЗВАННЫЙ ФЛИККЕРНЫМИ ФЛУКТУАЦИЯМИ

1.1 Общие соотношения

1.1.1 Описание фазового шума в усилителях и автогенераторах

1.1.2 Модель Лисона

1.1.3 Требования к величине фазового шума в источниках колебаний

1.2 Обзор публикаций по фликкер-шуму биполярного транзистора

1.2.1 Исследования фазового шума, вызванного фликкерными флуктуациями в биполярном транзисторе

1.2.2 Источники низкочастотного фликкер-шум в биполярном транзисторе

1.2.3 Анализ фазового шума, вызванного фликкерными флуктуациями

в биполярном транзисторе, и его компенсация

1.3 Основные результаты

2 КОМПЕНСАЦИЯ ФАЗОВОГО ФЛИККЕР-ШУМА В УСТРОЙСТВАХ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

2.1 Анализ систем с флуктуирующими параметрами

2.1.1 Аналитическое описание систем с флуктуирующими параметрами

2.1.2 Компьютерное моделирование систем с флуктуирующими параметрами

2.2 Компенсация фазового фликкер-шума в усилителе по схеме с общей базой

2.2.1 Компенсация фазового фликкер-шума в малосигнальном

усилителе

2.2.2 Компенсация фазового фликкер-шума в усилителе большого сигнала

2.3 Компенсация фазового фликкер-шума в автогенераторе на биполярном транзисторе

2.4 Основные результаты

3 СИСТЕМА СЛЕЖЕНИЯ ЗА НАСТРОЙКОЙ

НА МИНИМУМ ФАЗОВОГО ФЛИККЕР-ШУМА

3.1 Постановка задачи и обзор

3.2 Система слежения для усилителя

3.3 Система слежения для автогенератора

3.4 Узлы системы слежения

3.4.1 Перемножитель

3.4.2 Выделение фазового шума

3.4.3 Элемент управления

3.4.4 Малошумящие усилители

3.5 Основные результаты

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

4.1 Физическое моделирование компенсации фазового шума в усилителе по схеме с общей базой

4.2 Основные результаты 85 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 87 ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Численные значения параметров моделей 95 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Электрические схемы в ADS 2008 102 ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Результаты символьных вычислений

BwxMaxima

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Материалы по моделированию в Scilab

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Фотография макета усилителя ОБ

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Акт об использовании результатов работы

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АГ - Автогенератор

АШ - амплитудный шум

БТ - биполярный транзистор

ВЧ - высокочастотный

НЧ - низкочастотный

ОБ - включение биполярного транзистора по схеме с общей базой

ОЭ - включение биполярного транзистора по схеме с общим эмиттером

ПТ - полевой транзистор

СПМ - спектральная плотность мощности

СС - система слежения

ФШ - фазовый шум

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение спектральных характеристик генераторов СВЧ на биполярных транзисторах на основе компенсации фазового фликкер-шума»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

В различных областях техники и науки к чистоте спектра автогенераторов (АГ) и синтезаторов частот диапазона СВЧ предъявляются жёсткие требования [6-12]. В спектре реального синусоидального колебания неизбежно присутствуют фазовый шум (ФПГ) и амплитудный шум (АШ). В АГ при небольших отстройках от несущей ФШ значительно превышает АШ, поэтому именно снижению ФШ уделяют особое внимание. Часто основное влияние оказывает та часть спектра колебания, которая вызвана фликкер-шумом используемого активного элемента.

Снижение ФШ усилителей также является важной задачей, так как, во-первых, в основе любого АГ лежит некоторая усилительная схема, во-вторых, при формировании стабильного колебания буферный усилитель или усилитель, используемый в умножительной цепочке, может вносить значительный ФШ.

В АГ с рабочими частотами выше 500 МГц вклад фликкер-шума усилителя в ФШ АГ является значительным по сравнению с остальными источниками шума [5]. Поэтому для улучшения кратковременной стабильности частоты АГ СВЧ следует разрабатывать методы, позволяющие снизить фазовый фликкер-шум усилителя, лежащего в его основе.

В устройствах генерирования и формирования синусоидальных колебаний СВЧ диапазона одним из широко используемых активных элементов является биполярный транзистор (БТ) на основе ^-«-переходов. Он имеет лучшие показатели по фликкер-шуму, чем полевые транзисторы, и не сильно уступает по этому параметру БТ на основе гетеропереходов [16].

Основной источник фликкер-шума БТ связан с рекомбинацией в эмиттерном р-п-переходе. Шумовая модель БТ, учитывающая этот источник флуктуаций, была предложена В.Н. Кулешовым и И.П. Бережняком [20]. В [19] В.Н. Кулешовым была показана возможность полной компенсации ФШ, вызванного этим источником, в выходном сигнале мало сигнального усилителя по схеме с общим эмиттером (ОЭ) с помощью комплексной обратной связи

(включение параллельного RC-звена в цепи эмиттера). В последующих работах В.Н. Кулешова и Т.И. Болдыревой был представлен ещё один способ компенсации ФШ в таком усилителе [21], и показана невозможность компенсации при амплитудах выше некоторого значения [23]. Этими же авторами исследовались и другие схемы включения БТ, но ни в одной из публикаций не сообщается о возможности компенсации ФШ, имеющей место в схеме ОЭ.

Проблемой снижения уровня ФШ, вызванного фликкерными флуктуациями, в малосигнальных усилителях на БТ занимались и другие авторы (E.S Ferre-Pikal, F.L. Walls, К. Theodoropoulos, J. Everard), но в их работах не упоминается о возможности полной компенсации ФШ [24,25,29].

Эффект компенсации ФШ в схеме ОЭ достигался на частотах порядка десятков мегагерц, на которых возможно применение более простого и эффективного способа подавления ФШ, вызванного фликкер-шумом. Этот способ сводится к введению незашунтированного резистора последовательно с эмиттерным выводом БТ (D. Halford, A.E.Wainwright, J.A. Barnes, D.J. Healy) [17, 18]. Поскольку, как было показано этими авторами, ФШ, вызванный фликкер-шумом, имеет модуляционную природу, то увеличение глубины отрицательной обратной связи в усилителе позволяет значительно подавить ФШ. Но такое использование резистора неприемлемо на СВЧ. Поэтому для разработки устройств на БТ, работающих в этом частотном диапазоне и имеющих улучшенные шумовые характеристики, актуально исследовать их на возможность компенсации ФЩ подобной упомянутой выше.

В этой связи в первую очередь интересны свойства усилителя по схеме с общей базой (ОБ), поскольку при этом включении БТ максимально реализуются его усилительные свойства на СВЧ. Изучение свойств схемы ОБ, в свою очередь, даёт основания для рассмотрения возможности компенсации ФШ в АГ на БТ.

Работа усилителя или АГ зависит от множества случайных факторов (температура, старение, замена элементов). Поэтому для практической реализации устройства на БТ, рассчитанного на продолжительную работу с

улучшенными шумовые характеристиками, необходима система автоматической настройки на режим работы с компенсированным ФШ. Такая система не должна быть чрезмерно сложной, чтобы оправдывать средства, затраченные на достижение пониженного ФШ, по сравнению с каким-либо другим способом снижения ФШ.

Целью диссертации является разработка методов улучшения спектральных характеристик СВЧ устройств на БТ на основе компенсации ФШ, вызванного фликкерными флуктуациями рекомбинационного тока БТ.

Основные задачи:

- анализ устройств на БТ на возможность компенсации ФШ, вызванного фликкерными флуктуациями рекомбинационного тока, с учётом особенностей работы БТ на СВЧ;

- разработка способов практической реализации устройств на БТ с компенсированным ФШ, вызванным фликкерными флуктуациями рекомбинационного тока БТ.

Методы исследования

В работе использовались метод квазистатического анализа, компьютерное моделирование устройств с фликкер-шумом и физическое моделирование устройств с флуктуирующей рекомбинационной проводимостью.

Новые научные результаты, полученные в диссертации

- показана возможность компенсации ФШ в усилителе по схеме ОБ с учётом особенностей работы БТ на СВЧ;

- показана возможность компенсации ФШ в АГ на БТ с учётом особенностей работы БТ на СВЧ;

- описан принцип работы системы слежения (СС) за настройкой устройств на БТ на минимум ФШ, вызванного фликкерными флуктуациями рекомбинационного тока БТ.

Практическая ценность результатов работы:

1. Полученные результаты существенно дополняют существующие знания относительно эффекта компенсации ФШ в устройствах на БТ и позволяют проверить и уточнить существующую шумовую модель БТ.

2. Применение описанной в работе СС в устройствах на БТ даёт возможность реализации источников колебаний СВЧ с улучшенными спектральными характеристиками за счёт компенсации ФШ, вызванного фликкерными флуктуациями рекомбинационного тока БТ.

Реализация и внедрение результатов

По итогам диссертационной работы получен акт об использовании результатов работы в разработках ОАО «НПП «САЛЮТ».

Достоверность результатов

Достоверность результатов обеспечивается использованием при расчётах и компьютерном моделировании проверенных экспериментально и зарекомендовавших себя на практике моделей с последующей экспериментальной проверкой некоторых теоретических выводов.

Апробация результатов

Основные научные результаты и положения, выдвигаемые на защиту, апробированы на нескольких международных конференциях:

- семнадцатая и девятнадцатая международные научно-технические конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (2011 и 2013 гг.);

- средиземноморская конференция по встраиваемым системам MECO (19-21 июня 2012 г., Бар, Черногория).

Публикации

Материалы диссертационной работы опубликованы в пяти печатных работах, среди которых две статьи в научно-технических журналах, входящих в перечень Высшей аттестационной комиссии, а также тезисы и сборники трудов трёх международных конференций.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод компенсации ФШ, вызванного фликкерными флуктуациями реком-бинационного тока, в усилителе по схеме ОБ.

2. Метод компенсации ФШ, вызванного фликкерными флуктуациями реком-бинационного тока, в АГ на БТ.

3. Принцип работы системы слежения за настройкой устройств на БТ на минимум ФШ, вызванного фликкерными флуктуациями рекомбинационного тока БТ.

Структура и состав работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка из 73 наименований (включая научные труды автора), шести приложений (на 13 страницах). Общий объём диссертации составляет 107 страниц машинописного текста, 37 рисунков и 1 таблицу.

1 ФАЗОВЫЙ ШУМ В ИСТОЧНИКАХ КОЛЕБАНИЙ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ, ВЫЗВАННЫЙ ФЛИККЕРНЫМИ ФЛУКТУАЦИЯМИ

1.1 Общие соотношения

1.1.1 Описание фазового шума в усилителях и автогенераторах. Фазовый шум (ФШ) в усилителях и автогенераторах (АГ) принято характеризовать спектральной плотностью мощности (СПМ) 5^(70 флуктуаций фазы ф(*:) исследуемого колебания и(Ь):

"(0 = (1 + с°5(2тт/0£: + ф(0), (1.1)

где и0- амплитуда колебаний, а{€) - относительные амплитудные флуктуации (амплитудный шум (АШ)), /0 - средняя частота колебаний [1]. Предполагается а(0 = 0, ф(£) = 0. При условии, что а(Ь) = 0 (в случаях, когда ФШ значительно превышает АШ) и ф2(£) < °о имеет место равенство

(1.2)

'2

где 5и(/) - СПМ и(0 [2]. Поэтому СПМ ФШ выражают в дБн/Гц, где "дБн"

и2

обозначает децибелы, отсчитываемые от мощности несущей -у- (на

сопротивлении 1 Ом). F называют частотой анализа или частотой Фурье.

При анализе ФШ принято рассматривать не всю спектральную линию колебания, а лишь её скаты, описываемые в виде суммы членов с различными степенными зависимостями от F [1].

СПМ ФШ на выходе усилителя в большинстве случаев описывается в виде

(1.3)

где ¿"о, 5_г - коэффициенты, не зависящие от F [1, 3]. Не зависящая от составляющая 50 является аддитивной и обусловлена источниками теплового и дробового шумов. При малом сигнале действие этих шумов не зависит наличия

и2

усиливаемого сигнала. В этом случае обратно пропорциональна —. Данное

соотношение перестаёт быть верным при нелинейном режиме работы усилителя [4].

Вторая составляющая ("^г) ~~ мультипликативная. Она вызвана

низкочастотной модуляцией коэффициента передачи усилителя источниками фликкер-шума (см. ниже). Для малосигнального усилителя не зависит от величины усиливаемого сигнала.

СПМ ФШ АГ имеет более сложную форму и описывается в общем случае степенной зависимостью

4

5<р(в = + £ . 0.4)

Ш = 1

Каждая из составляющих ФШ АГ имеет своё название (табл. 1) [3]. Фазовый белый и фликкер шумы, а также частотный белый имеют своим основным источником усилитель. В частотный фликкер-шум вносят вклад как усилитель, так и резонатор, а частотный шум случайных блужданий зависит от нестабильности частоты резонатора, старения компонентов и всевозможных изменений внешних условий (температуры, влажности и т.д.).

Нестабильность колебаний в АГ описывается флуктуациями частоты

относительно её среднего значения у(£) = СПМ у (О равна

2тт/о

(1.5)

Во временной области нестабильность частоты колебаний принято описывать величиной

N / „

к=1 \ т=1 /

_ ф(Сь-)—фССЬ-—т) 1 гСк ^ ч I т

где ук = —--= - Г _ y(t)at, Т - временной интервал между взятием

Т Т ^Лс Т

т Jtk

отсчётов ф(^).

В случае Т = т величина <Ту (Я, т, т) называется дисперсией Аллена

а-у2(т) = (уаьу2а"т))2. (1.7)

Показано, что для различных составляющих ФШ выполняется т)~ту, где

у - показатель, характеризующий тот или иной тип шума (табл. 1) при условии 2ттРвт »1, где - граничная частота, выше которой по предположению отсутствуют фазовые флуктуации. Наибольшая стабильность частоты проявляется в области значений т, где преобладает частотный фликкер-шум.

Таблица 1. Составляющие ФШ АГ.

Составляющая ФШ У Название составляющей

-2 Фазовый белый шум

Р -2 Фазовый фликкер-шум

/Г2 -1 Частотный белый шум (фазовый шум случайных блужданий)

5-3 /73 0 Частотный фликкер-шум

5_4 /74 1 Частотный шум случайных блужданий

1.1.2 Модель Лисона.

Наиболее просто ФШ АГ описывает модель Лисона [4], представляющая АГ в виде соединённых в кольцо усилителя и частотно-избирательного фильтра (Ф) (резонатора) (Рис. 1.1). АГ работает на частоте^, являющейся резонансной частотой фильтра. Модель не учитывает собственный шум резонатора, АШ, нелинейные эффекты.

Согласно модели Лисона ФШ в сечениях 1 (выход Ф)5фД и 2 (выход усилителя) автогенераторного кольца равен

= (1.8 а)

= + 0-8 6) где - собственный ФШ усилителя, (} - добротность колебательной системы.

Из (1.8а,б) следует, что ФШ усилителя, вызванный фликкерными

флуктуациями, даёт вклад в компоненту ФШ АГ. Поскольку в АГ с рабочими

частотами выше 500 МГц этот вклад является преимущественным [5], то для достижения наилучшей стабильности частоты АГ СВЧ следует разрабатывать методы, позволяющие снизить фазовый фликкер-шум усилителя.

1.1.3 Требования к уровню фазового шума в источниках колебаний.

При формировании синусоидального колебания в его спектре неизбежно присутствуют ФШ и АШ. В АГ при небольших отстройках от несущей ФШ обычно значительно превышает АШ, поэтому именно снижению ФШ уделяют особое внимание.

Жёсткие требования к чистоте спектра АГ и синтезаторов частот предъявляются в различных областях техники и науки. В спутниковой связи особую роль играет частотный фликкер-шум, описываемый членом пропорциональным Р~3 [6].

В системах связи с частотным разделением каналов в результате смешения ФШ гетеродина и сильного сигнала ухудшается чувствительность соседних каналов [7, 8].

При передаче фазомаиипулированных сигналов заданные вероятность ошибки приёма и отношение сигнал/шум определяют требования к среднеквадратической ошибке между входным сигналом и опорным напряжением <Тф, то есть восстановленной с помощью синтезатора с фазовой системой автоподстройки частоты (ФАПЧ) несущей [9].

ФШ гетеродина ограничивает коэффициент улучшения в радиолокационных станциях (РЛС) с селекцией движущихся целей (СДЦ) [10]. Чем медленнее движутся исследуемые цели, тем выше требования к ФШ вблизи несущей [11, 12].

Снижение ФШ усилителей и умножителей тоже является важной задачей, так как, во-первых, в основе любого АГ лежит некоторая усилительная схема, а во-вторых, при формировании стабильного колебания буферный усилитель или умножитель, используемый в умножительной цепочке, может вносить значительный ФШ. Поэтому эти узлы также исследуются на возможность снижения ФШ [13-15] (также см. п.1.2.1).

Рассмотрим, как ФШ гетеродина ограничивает коэффициент улучшения I в РЛС с СДЦ. Два последовательно принятых радиоимпульса, отражённых от движущейся цели, после переноса на промежуточную частоту (ПЧ) /п вычитаются один из другого. Это позволяет выделять информацию о скорости цели, компенсируя отражения от неподвижных объектов (пассивных помех). Коэффициент улучшения определяется следующим образом:

(£)

I = >«, (1.9)

где (^) - отношение сигнал/помеха на входе (выходе) компенсатора.

^П/ вх(вых)

Пусть Аг зт(2п/п^ - сигнал, сформированный на ПЧ. Этот сигнал переносится при смешении с сигналом гетеродина на сигнальную частоту, отражается от цели, а при приёме преобразуется обратно на ПЧ. После этого его фаза содержит информацию о цели и нестабильности гетеродина

А2 5ш(2тг/п£ + фц(0 + ДГцФг(0), (1.10)

где ф- фазовый сдвиг, внесённый отражением от цели;

Гц - время распространения сигнала до цели и обратно; ДгцФгСО = фг(0 — Фг(с — Тц) - разность фаз сигнала гетеродина за время Тц.

Обработанный сигнал на выходе компенсатора имеет вид

А3 зт(ЛГпфц(0 + (ДТцфг(0 - ДГцФга - Гп))), (1.11)

где Тп - период повторения импульсов. Для пассивной помехи ДГппфц(?) = 0, где Тп п - время распространения сигнала до пассивной помехи и обратно. Тогда коэффициент улучшения за счёт ФШ гетеродина будет ограничен величиной

I <— 1 —_ =-1 (1.12)

(АГп.п.<Рг(0-ЛТп.пФг(С-Гп))2 (2тт/0Гп.п.)2^(2,Гп,Гп.п.)

Из (1.12) следует, что наилучшая подпомеховая видимость достигается в

£

области значений Тп п, соответствующих компоненте

1.2 Обзор публикаций по фликкер-шуму биполярного транзистора

1.2.1 Исследования фазового шума, вызванного фликкерными флуктуациями в биполярном транзисторе.

Среди активных элементов, используемых в устройствах генерирования и формирования синусоидальных колебаний, биполярный транзистор (БТ) на основе /?-и-переходов является наиболее доступным устройством в своём рабочем диапазоне частот. Он имеет лучшие показатели по фликкер-шуму, чем полевые транзисторы, и не сильно уступает по этому параметру БТ на основе гетеропереходов [16].

В [17] впервые было обращено внимание на ухудшение ФШ вблизи несущей усилителей и умножителей частоты на БТ, работающих на частотах от 5 до 100 МГц. Это было установлено в ходе работ по разработке устройств, сравнимых по ФШ с атомными стандартами частоты. Там же был указан первый способ борьбы с этим эффектом - введению незашунтированного

резистора последовательно с эмитгерным выводом БТ. Эта рекомендация основывалась лишь на эмпирических данных.

Первое теоретическое объяснение этого явления было дано в [18]. Оно основывалось на указании из [17], что фазовый фликкер-шум имеет модуляционную природу. Рассматривался малосигнальный усилитель по схеме с общим эмиттером (ОЭ), причём единственным реактивным элементом в эквивалентной схеме БТ являлась диффузионная ёмкость. Здесь также отмечено, что АШ трансформируется в ФШ и что последствия этого эффекта значительно снижаются при введении отрицательной обратной связи на сигнальной частоте.

Результаты исследований по ФШ и АШ малосигнального усилителя по схеме ОЭ, вызванным фликкер-шумом БТ, были представлены В.Н. Кулешовым в [19]. Они основывались на предложенной В.Н. Кулешовым и И.П. Бережняком шумовой модели БТ [20], верность которой была подтверждена экспериментально. В этой модели учитывается только основной источник фликкер-шума БТ, связанный с рекомбинацией в эмиттерном переходе. Была обнаружена возможность полной компенсации ФШ, вызванного этим источником, в выходном сигнале усилителя с помощью комплексной обратной связи (параллельное RC-звено в цепи эмиттера). В ходе экспериментов по реализации такой компенсации был найден порог, ограничивающий подавление ФШ, но также имеющий характер фликкер-шума. Было выдвинуто предположение, что его значение определяются фликкерными флуктуациями заряда, накопленного в базе, что подтвердилось в эксперименте.

Т.И. Болдыревой был представлен ещё один способ компенсации ФШ в малосигнальном усилителе по схеме ОЭ (введение индуктивности в цепь базы)

[21]. В [22, 23] численно оценивалось влияние амплитуды сигнала на ФШ. В

[22] показано уменьшение ФШ по мере увеличения амплитуды, в [23] -невозможность компенсации при амплитудах выше некоторого значения.

Ф. Уолс (Walls) и др. [24] представили метод, позволяющий оценить

влияние флуктуаций эмиттерного тока на ФШ и АШ малосигнального усилителя на БТ, являющийся развитием идей из [19]. Был рассмотрен случай схемы с ОЭ, и показана возможность значительного уменьшения шума с помощью введения незашунтированного резистора последовательно с эмиттерным выводом БТ. В [25] с помощью этого метода были впервые рассмотрены усилители по схеме с общей базой (ОБ) и с общим коллектором (ОК).

Данной теме посвящены статьи [26-27]. В [26] проведён сравнительный анализ схем ОЭ, ОЭ-ОБ, ОК-ОБ. В [27] сравниваются схемы ОЭ и ОБ. В [28] рассмотрены схема ОК и схема Дарлингтона. Ни в одной из публикаций не сообщается о возможности компенсации ФШ, имеющей место в схеме с ОЭ.

В [29] методом, похожим на представленный в [19], исследовался мало сигнальный усилитель по схеме ОЭ. В отличие от предыдущих работ здесь учитывались флуктуации ёмкости перехода коллектор-база. Целью исследования было найти необходимое для верного описания ФШ количество нулей и полюсов коэффициента передачи усилителя.

1.2.2 Источники низкочастотного фликкер-шум в биполярном транзисторе.

Фликкер-шум - низкочастотный (НЧ) случайный процесс, имеющий СПМ обратно пропорциональную частоте. Фликкер-шум встречается как во множестве устройств, используемых в электронике, так и в других физических системах [30].

Первую модель, описывающую положение источников фликкер-шума на эквивалентной схеме БТ, предложил Фонгер (Бо^ег) [31]. Именно она была использована в [18]. Источниками фликкер-шума в ней считаются флуктуации, вызванные поверхностной рекомбинацией в базе БТ, и флуктуации тока утечки, хорошо заметные в обратносмещённом /?-я-переходе. На эквивалентной схеме БТ действие этих флуктуаций отображается двумя источниками тока, параллельными переходам БТ, и источником напряжения, включённым

последовательно с объёмным сопротивлением базы. Об источнике напряжения делается оговорка, что его влияние пренебрежимо мало. По Фонгеру средний квадрат флуктуаций источника тока, параллельного эмиттерному р-и-переходу, пропорционален квадрату постоянного эмиттерного тока. Средний квадрат флуктуаций источника тока, параллельного коллекторному /»-«-переходу, зависит от напряжения на нём. Эти выводы были получены в результате исследования сплавных германиевых БТ.

Позднее Гиббоне (Gibbons) предположил [32], что источником фликкер-шума является рекомбинация в области эмиттерного перехода, и показал, что его интенсивность имеет иную степенную зависимость от постоянного тока эмиттера. К этим выводам он пришёл, экспериментируя с дрейфовыми кремниевыми и германиевыми БТ.

Пламб (Plumb) и Шенетт (Chenette) [33], основываясь на модели Фонгера, выделили две составляющих в источнике тока, параллельного коллекторному переходу: первая - полностью коррелирована с эмиттерным источником тока, а вторая - наоборот (Рис. 1.2). Первая составляющая в большинстве случаев незначительна по сравнению с шумом, создаваемым эмиттерным источником, поэтому ей пренебрегают при описании шума этого типа. Вторая составляющая сильно зависит от напряжения коллектор-база и обусловлена током утечки, как и у Фонгера. Авторы повторяют предположение Гиббонса о природе эмиттерного источника тока.

*

Рис. 1.2. Шумовая модель транзистора Пламба-Шенетта [33] (il5 i2 - источники фликкер-шума).

Источник тока, параллельный коллекторному переходу, согласно различным авторам имеет СИМ либо пропорциональную квадрату тока утечки [33] либо квадратному корню напряжения на коллекторном переходе [34]. Но его интенсивность у современных транзисторов настолько незначительна, что он может не учитываться при расчётах [33].

А.К. Нарышкиным и др. [33] было установлено и подтверждено экспериментально, что средний квадрат эмиттерного источника шумового тока пропорционален квадрату рекомбинационного тока. Этим была установлена природа главного источника фликкер-шума в БТ.

Последующие работы по уточнению шумовой модели БТ [36-38] не изменили существенно это положение. Они касаются либо уточнения описания других источников фликкер-шума [36, 37], либо исследования зависимости интенсивности шума от новых параметров (например, в [38] изучаются зависимости от температуры, мощности рассеяния, напряжения коллекгор-эмитгер).

При расчётах и моделировании усилителей и АГ на БТ учитывается только наиболее интенсивный источник фликкер-шума, связанный с рекомбинацией в обеднённой области эмиттерного перехода. Такое описание используется также в системах компьютерного моделирования.

На эквивалентной схеме БТ фликкерные флуктуации рекомбинационного тока описывается источником тока, подключённым параллельно эмиттерному р-п переходу, с СПМ

^00 = ** (1.13)

где /Б0 - постоянная составляющая тока базы, к, а, Ь - постоянные коэффициенты [39] со следующими типовыми значениями: к = 5Т0~15... 5-Ю"9, а =1...2, Ь = 0,9—1,1 [39-41].

Значение показателя а зависит от соотношения составляющих тока базы, обусловленных рекомбинацией в базе и в обеднённом слое эмиттерного р-п-перехода. Поскольку зависимость последней составляющей от £/эб

^ кТ

пропорциональна е2<ст (фг = —) [41], то значение а может колебаться от 1 до 2.

ч

1.2.3 Анализ фазового шума усилителя, вызванного фликкерными флуктуациями в биполярном транзисторе, и его компенсация.

Анализ Ф1И у разных авторов основан на одном и том же принципе: ФШ вызван перенесением НЧ фликкер-шума в окрестность сигнальной частоты из-за модуляции параметров эквивалентной схемы БТ, работающего в активном режиме (рис. 1.3)*5. Она получена из модели Гуммеля-Пуна удалением элементов, описывающих работу коллекторного /?-я-перехода в открытом состоянии, и отражает наличие в БТ:

- индуктивности выводов базы Ьб, эмиттера ¿э, коллектора Ьк;

- барьерной ёмкости эмиттерного перехода

- объёмных сопротивлений базы /?б и коллектора Як;

- диффузии носителей заряда из эмиттера в коллектор, обозначаемой источником тока

¿эпСмвз) =(е«* - 0.15)

кТ

где /5э - тепловой ток эмиттерного перехода, <рт = —;

- нелинейной зависимости (1 + ц) базового тока от напряжения на

эмиттерном переходе где р - коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ, с относительным значением фликкерных флуктуаций |1(£);

- накопления неосновных носителей заряда в базе, связанное с током

¿нак ("ёз) = ™'эп ("бэ)'> (1.16)

- барьерной ёмкости коллекторного перехода

Ск(ибк) = 7 и!\п К'

(1.17)

(г—еа]

V <Рк0>

- Далее изложение идёт с адаптацией материала и обозначений величин для удобства использования в данной работе.

разделённой на активную

Ска("бк) = кСкЫбк) 0-18)

и пассивную

Ск„("бк) = С1-^)№бк) О-19)

составляющие, где О < к < 1;

- тока, обусловленного рекомбинацией в обеднённом слое эмиттерного перехода ¿рек("бэ)-

В случае малосигнального режима работы (рис. 1.4) нелинейные зависимости линеаризуются и описываются линейными элементами:

- рекомбинационной проводимостью

з = 0-20)

- источником тока Sugg с крутизной

S=$g, (1.21)

- ёмкостями

т5,

(1.22)

£эп » Ска и Скп, принимающими значения соответствующей нелинейной зависимости ((1.14) или (1.17)) в рабочей точке

Аналитически ФШ исследовался только в малосигнальных усилителях, в основном по схеме с ОЭ. Здесь он будет изложен для этого случая, следуя методу из [19]. Этот подход видится наиболее полным и последовательным.

"ЭП

а

А

"эб

я.

I

к

-ка

^к I

'КП

К к

Рис. 1.4. Мало сигнальная эквивалентная схема БТ.

Основное допущение при анализе - квазистатичность фликкерных флуктуаций коэффициента передачи усилителя, вызванных фликкер-шумом [14]. Оно обусловлено тем, что частоты, на которых проявляется фликкер-шум, малы по сравнению с сигнальной частотой.

Исходя из этого комплексный коэффициент передачи ц)

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Плутешко, Андрей Владимирович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Barnes J. A., et. al. Characterization of Frequency Stability // IEEE Trans. Instrum. Meas. - 1971. - Vol. IM-20. - No. 2. - P. 105-120.

2. Малахов A.H. Флуктуации в автоколебательных системах. - М.: Наука, 1968.-660 с.

3. Rubiola Е., Brendel. R. A generalization of the Leeson effect [Электронный ресурс] //arxiv.org. 2010. URL:

http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdl71004/1004.5539vl .pdf (дата обращения: 15.02.2012).

4. Leeson D.B. A simple model of feedback oscillator spectrum // Proc. IEEE. -1966. - Vol. 54. - No. 2. - P. 329-330.

5. Ferre-Pikal E. S. Reduction of phase noise in linear HBT amplifiers using low-frequency active feedback // IEEE Trans. Circuits Syst. - Aug. 2004. - Vol. 51.- No. 8.-P. 1417-1421.

6. Sydnor R., Caldwell J .J., Rose B.E. Frequency stability requirements for space communications and tracking // Proc. IEEE. - 1966. - Vol.54. - No. 2. - P. 231-236.

7. Rudell J., Weldon J., Ou J., Lin L., Gray P. An Integrated GSM/DECT Receiver: Design Specifications // Electron. Res. Lab., Univ. California at Berkeley, Berkeley, CA, UCB/ERL M97/82. 1998.

8. Ngompe E. Computing the LO Noise requirements in a GSM receiver // Applied Microwave and Wireless. - 1999. - Vol. 11. - No. 7. - P. 54-58.

9. Рыжков A.B. Попов B.H. Синтезаторы частот в технике радиосвязи. М.: Радио и связь, 1991. - 264 с.

10. Справочник по радиолокации. В 4-х томах. / Под ред. М. Сколника. -М.: Сов. радио, Т.З, 1979. - 528 с.

11. Leeson D. В., Johnson G. F. Short-term stability for a Doppler radar: requirements, measurements, and techniques // Proc. IEEE. - February 1966. -

Vol.54. - No. 2. - P. 244-248.

12. Raven R. S. Requirements on master oscillators for coherent radar// Proc. IEEE. - February 1966. - Vol.54. - No. 2. - P. 237-243.

13. Boudot R., Rubiola E. Phase Noise in RF and Microwave Amplifiers // IEEE Transact. Ultrason., Ferroelec. Freq. Control - December 2012. - Vol.59. -

No. 12,- P. 2613-2624.

14. Жалуд В., Кулешов B.H. Шумы в полупроводниковых устройствах. -М.: Сов. радио, 1977. - 416 с.

15. МанассевичВ. Синтезаторы частот (Теория и проектирование): Пер. с англ. /Под ред. А.С. Галина. - М.: Радио и связь, 1979. -384 с.

16. KhannaA.P.S. Microwave Oscillators: The State of the Technology // Microwave Journal. - April 2006. - Vol. 49. - No.4. - P. 22-44.

17. Halford D., Wainwright A.E., Barnes J.A. Flicker noise of phase in RF amplifiers: Characterization, cause, and cure // Proc. Freq. Control Symp. - Apr. 22-24, 1968.-P. 340-341.

18. Healy III D. J.. Flicker of Frequency and Phase and White Frequency and Phase Fluctuations in Frequency Sources // Proc. 26th Annual Frequency Control Symp. 1972.-P. 43-49.

19. Кулешов В. H. Разработка и применение системы методов прикладного анализа флуктуаций в источниках колебаний. Дис.... докт. техн. наук: 05.12.01. М.: МЭИ, 1988.

20. Кулешов В. Н., Бережняк И. П. Фликкер-шум в транзисторах и флуктуации амплитуды и фазы в высокочастотных усилителях // Радиотехника и электроника. — 1980. — Т. 25, № 11. — С. 2393 - 2399.

21. Boldyreva T.I. Reduction of 1/f PM Noise in BJT Amplifiers with Emitter Feedback Using Compensation Effects // Proc. 2001 IEEE Freq. Contr. Symp. and PDA Exhibition, Seattle, U.S.A. - 8 June 2001. - P. 183-191.

22. Kuleshov V.N., Boldyreva T.I. 1/f AM and PM Noise in Bipolar Transistor Amplifiers: Sources, Ways of influence, Techniques of Reduction // Proc. 1997

IEEE Int. Freq. Contr. Symp., Orlando, FL, U.S.A- 28-30 May 1997. - P. 446455.

23. Kuleshov V.N. An influence of nonlinearities on PM and AM noises in BJT amplifiers // Proceedings of the 2001 IEEE International Frequency Control Symposium and PDA Exhibition, Seattle, WA. - 6-8 June 2001. - P. 175 - 182.

24. Walls F.L., Ferre-Pikal E.S., Jefferts S.R. Origin of 1/f PM and AM noise in bipolar junction transistor amplifiers // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control - 1997. - Vol. 44. - P. 326-334.

25. Ferre-Pikal. E.S, Walls F.L. and Nelson C.W. Guidelines for designing BJT Amplifiers with Low 1/f AM and PM Noise // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. - March 1997-Vol. 44. - P. 335-343.

26. Boldyreva T.I. Comparative Study of Phase and Amplitude Noise of CE, CE-CB and CC-CB Bipolar Transistor Amplifiers // Proc. 1998. IEEE Int. Freq. Contr. Symp. - P. 218-225

27. Boldyreva T.I., Kuleshov V.N. PM and AM Noise in Common Base Amplifier // 1999 IEEE International Frequency Control Symposium. - 1999. -Vol. 2,-P. 1184-1186.

28. Kuleshov V.N., Boldyreva T.I., Krylov A.A.. PM and AM Noise of Common Collector and Darlington Amplifiers // IEEE International Frequency Control Symposium and PDA Exhibition. - 2001. - P. 192-199.

29. Theodoropoulos K., Everard J. Residual phase noise modeling of amplifiers using silicon bipolar transistors // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. - March 2010. - P. 562-574.

30. Букингем M. Шумы в электронных приборах и системах: Пер. с англ. -М.: Мир, 1986.-399 с.

31. Fonger W.H. A determination of 1/f noise sources in semiconductor diodes and transistors //Transistors, Princeton, N. J. - 1956. - Vol.1. - P. 239.

32. Gibbons J.F. Low frequency noise figure and its application to the measurements of certain parameters // IEEE Trans. Electron Devices. - 1963. - Vol. ED-9-P. 308-315.

33. Plumb J.L., Chenette E.R. Flicker noise in transistors // IEEE Trans on Electron Devices, vol. ED-b, - P. 304-308, 1963.

34. Нарышкин А. К., Врачёв A.C. Теория низкочастотных шумов. - M.: Энергия, 1972.-152 с.

35. Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Энергия, 1967. — 616 с.

36. van der Ziel A., Zhang X., Pawlikiewicz A.H. Location of 1/f noise sources in BJT's and HBT's -1: Theory // IEEE Trans. Electron. Devices. - 33. -1986.-P. 1371-1376.

37. Lukyanchikova К. B. 1/f noise in semiconductor diodes and transistors: some recent results // Noise in Physical Systems and 1/F Fluctuations. — 1991. — P. 177-181.

38. Li Ling. Experimental verification of a new model for bipolar transistor flicker noise [Электронный ресурс] // URL:

http://ir.library.oregonstate.edu/xmlui/bitstream/handle/1957/33117/LiLing2001. pdf?sequence=l (дата обращения: 18.01.2013).

39. Cismaru С., Banbrook M. and Zampardi P. J. High-Volume Low Frequency Noise Characterization Technique // Proc. 2007 CS MANTECH Conf. - 14-17 May 2007. - P. 289-292.

40. AN1026 - 1/f Noise Characteristics Influencing Phase Noise [Электронный ресурс] // California Eastern Laboratories. 02 April 2003. URL: http://www.cel.com/pdf/appnotes/anl026.pdf (дата обращения: 18.09.2012).

41. Connor S.D. Measurement of 1/f Noise in Narrow Polysilicon Emitter Bipolar Transistor Structures //Proc. 1998 International Conf. on Microelectronic Test Structures. - 23-26 March 1998. - P. 153-157.

42. Пасынков В. В., Чиркнн JI. К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов. - 8-е издание, исправленное. - М.: Лань, 2006. - 480 с.

43. Арнольд В.И. Обыкновенные дифференциальные уравнения. - М.: Наука, 1971.-200 с.

44. Teschl G. Ordinary differential equations and dynamical systems [Электронный ресурс] // 2012. URL: http://www.mat.univie.ac.at/~gerald/ftp/book-ode/ode.pdf

45. ADS 2008 - Product Release [Электронный ресурс] // http://www.home.agilent.com/en/pd-1374548/ads-2008 (дата обращения: 20.02.2010).

46. Gribaldo S., Boudot R., Cibiel G., Giordano V., and Llopis O. Phase noise modeling and optimisation of microwave Si-Ge amplifiers for sapphire oscillators applications // 19th European Frequency and Time Forum (EFTF'2005), Besanc,on (France). - 21-24 March 2005. -P. 343-347.

47. Sancho S., Suarez A., Dominguez J., Ramirez F.. Analysis of near-carrier phase-noise spectrum in free-running oscillators in the presence of white and colored noise sources // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - Vol. 58. - No. 3. - Mar. 2010. - P. 587-601.

48. Maxima, a Computer Algebra System [Электронный ресурс] // URL: http://maxima.sourceforge.net/ (дата обращения: 12.07.2010).

49. Петухов В. М. Биполярные транзисторы средней и большой мощности сверхвысокочастотные и их зарубежные аналоги. Справочник в 4-х т.: Т.4 -М.: КУбК-а, 1997. - 544 с.

50. Cibiel G. et al. Optimization of an ultra low phase noise sapphire - SiGe HBT oscillator using nonlinear CAD // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. - January 2004. - Vol. 51. - No. 1. - P. 33-41.

51. Regis M., Llopis O., Graffeuil J. Nonlinear modeling and design of bipolar transistors ultra low phase noise dielectric resonator oscillators // IEEE Trans, on

91

MTT.-October 1998.-Vol. 46.-№ 10.-P. 1589-1593.

52. Driscoll M. M., Weinert R. W. Spectral performance of sapphire dielectric resonator-controlled oscillators operating in the 80K to 275K temperature range // Proc. 49th Ann. Freq. Contr. Symp. - May-June 1995. - P. 401-412.

53. Everard J. K. A., Broomfield C. Flicker Noise Removal in Microwave Oscillators using GaAs based Feedforward Amplifiers // 2001 IEEE Frequency Control Symposium. - P. 156-160.

54. Martinez R.D., Oates D.E., Compton R.C. Measurements and model for correlating phase and baseband 1/f noise in an FET // IEEE Trans. Microwave Theory and Technique. - Vol.42. - Nov.1994. - P. 2051-2055.

55. Luce M. J., Ferre-Pikal E. S. Phase Noise Reduction in Microwave Bipolar Transistor Amplifiers Through Active Feedback // 2004 IEEE International Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Joint Symposium. - August 2004.-P. 734-737.

56. Broomfield C. D., Everard J. K. A. Flicker noise reduction using GaAs microwave feedforward amplifiers // Proc. 2000 IEEE Int. Freq. Contr. Symp. and Exhibition. - 7-9 June 2000. Kansas City, U.S.A. - P. 525-530.

57. Царапкин Д.П., Мочёнов А.Г. Схема автоподстройки частоты диапазонного автогенератора СВЧ // Электросвязь. — 1978. — № 9. — С. 69-70.

58. Фихтенгольц Г. М. Основы математического анализа: учебник / Т.1. - 9-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2008. - 464 с.

59. Scilab [Электронный ресурс] // URL: http://www.scilab.org/ (дата обращения: 21.07.2013;.

60. Kasdin N. J. Discrete simulation of colored noise and stochastic processes and l/f® power lawnoise generation // Proc. IEEE. - 5 May 1995. - Vol. 83. -No. 5.-P. 802-827.

61. Lance A. L., Seal W. D., Labaar F. Phase noise and AM noise measurements in the frequency domain // Infrared and Millimeter Waves. - 1984. - Vol. 11.92

Р.239-289.

62. Тимонеев В.Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре. -М.: Радио и связь, 1982.- 112 с.

63. Бочаров Л. Н. Полевые транзисторы. - М.: Радио и связь, 1976. - 79 с.

64. PN9000 PHASE NOISE MEASUREMENT SYSTEM [Электронный ресурс] // URL:

http://www.aeroflex.com/ats/products/prodfiles/prodinfo/PNBookletIss2.pdf (дата обращения: 05.12.2012).

65. Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику. - М.: Наука, 1966.-404 с.

66. Полупроводниковые диоды. Параметры. Методы измерений / ред. Горюнов H.H., Носов Ю.Р. - М.: Сов. радио, 1968. - 304 с.

67. BPSK AND QPSK PHASE DETECTORS [Электронный ресурс] // URL: http://miteq.com/docs/0&A%20262-272.PDF (дата обращения: 16.07.2012).

68. Wenzel С. A Low Noise Amplifier for Phase Noise Measurements [Электронный ресурс] // URL:

http://www.techlib.com/files/lowamp.pdf (дата обращения: 23.10.2012).

69. Плутешко A.B., Царапкин Д.П. Компенсация фазового фликкер-шума в усилителе мощности на биполярном транзисторе // Радиотехника и электроника. — 2012. — Т. 57, № 4. — С. 437-440.

70. Плутешко A.B. Физическое моделирование компенсации фазового фликкер-шума в транзисторном усилителе // Вестник МЭИ. — 2013. — № 3. —С. 85-88.

71. Плутешко A.B., Царапкин Д.П. Компенсация мультипликативного фазового фликкер-шума транзисторного усилителя мощности, работающего в нелинейном режиме // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тезисы докладов семнадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. - М.: Издательство

МЭИ, 2011, Т. 1.-С. 52-53.

72. Плутешко А.В., Царапкин Д.П. Компенсация фазового фликкер-шума транзисторного автогенератора на СВЧ // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тезисы докладов девятнадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. - М.: Издательство МЭИ, 2013, Т. 1. - С. 26.

73. Pluteshko A.V., Tsarapkin D.P. 1/f PM Noise Compensation in CB BJT Amplifier //2012 Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO).- 19-21 June 2012.-P. 182- 185.

Численные значения параметров моделей

Рабочая точка как усилителя, так и АГ при моделировании задаётся следующими величинами (см. рис. 1.5а):

Обозначение величины Численное значение

10В

ri 500 Ом

r2 2 кОм

Дк 0

r3 100 Ом

При моделировании усилителя (Рис. 2.4): rr = 100 Ом. Параметры резонатора при моделировании АГ (Рис. 2.17): q = 100, /о = 1,5 ГГц.

Справочные данные на транзистор 2Т647А-2

Данные на транзистор 2Т647А-2 взяты из [49] и ТУ на данный БТ. Параметры /5э и ß получены по данным измерений на постоянном

токе.

Граничная частота БТ определяется по фазе коэффициента передачи тока в схеме ОБ arg (h2ю) как /гр(ГГц) = где / - частота, на

которой измеряется arg (h21o).

Параметр т оценивался по формуле т = ——, которая даёт для СВЧ БТ

¿Wrp

завышенную оценку.

Параметры в (1.14), (1.17), описывающие зависимости барьерных ёмкостей эмиттерного и коллекторного переходов БТ от постоянных напряжений, подобраны так, чтобы аппроксимировать соответствующие справочные кривые.

Коэффициент к из (1.18), (1.19), сопротивления Rq, Rk получены из параметров предлагаемой изготовителем эквивалентной схемы БТ.

Параметры модели БТ 2Т647А-2

Обозначение, принятое Обозначение, используемое Численное значение

в тексте диссертации в моделях для САПР

к к 5-10"16 А

р ВГ 40

Дб Ш) 2,8 Ом

Rk Яс 0,8 Ом

т т{ 25 пс

сЭо С]е 2 пФ

Фэо У)е 0,9 В

щ М)е 0,5

сК С}с 2 пФ

Фк0 У)с 1,1 В

пк М]с 0,27

к Хс)с 0,2

Ьэ Не включено в модель 0,5 нГн

¿6 Не включено в модель 0,3 нГн

LK Не включено в модель 0,5 нГн

2Т647А-2, 2Т647А-5, КТ647А-2, КТ647А-5

Транзисторы кремниевые эпитаксиальнопланарные структуры л-р-п генераторные. Предназначены для применения в

генераторах Л усилителях диапазона частот 1___10 ГГц в схеме

с общей базой при напряжении питания 15 В. Транзисторы 2Т647А—2, КТ647А—2 бескорпусные на кристаллодержателе с гибкими выводами. На крышку транзистора наносится условная маркировка: 2Т647А-2 — две красные точки, КТ647А—2 — одна '/расная точка. Транзисторы 2Т647А-5, КТ647А—5 выпускаются в виде кристаллов с контактными площадками без кристаллодержателя и без выводов для гибридных интегральных микросхем. Тип прибора указывается на этикетке.

Масса бескорпусиого транзистора не более 0,2 г, кристалла не более 0,0002 г.

Изготовитель — завод «Пульсар», г. Москва.

21647/4-г КТ6Ш-2

0.6 0.7 0.1

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ТРАНЗИСТОРА гТ647А 2

Значения основных пар^^ ^ ^^

Наименование параметра рдм измерения

+25 1 10ос

^^означение

Таблица I теплеют вода

кратный ток коллектора при С^вь)

Обратный ток эмиттера яри С ^35 я 2 Б )

1аза коэффициента передачи гока в схеме с общей базой на высокой частоте при

[Ц^бМ^ЗбмА,

Но дуль коэффициента обратной передачи напряжения в зееме с общей базой на выгодой частоте при (&К5*5В, 1к=35«*г ^И00МГч)

шкость коллекторного перехода при (Ц^В, Ь = 35мА ИООМГЧ) *5 * ^кость эмиттерного пере-йдапри(изб=0&}^10 МГЦ)

. !ая мощность при

М5&, 1К~бОмА, ¿НОГГц,

Ъ*<00мВт) В схеме с %й базой

^^ффициент полезного дей~ Р*8** коллектора при >Н5Ь, 1к-60нА, |Н0ГГц 1хаЮ0м6т)

^ицивнт усиления по р^Ш при (ик6 = 155,

£3иница измерения

Значение параметра

мин.

макс.

э

>сть емкости коллекторного перехода

того напряжения коллектор - " тороб типа

при г окр « г$ф-юас

' '* : „,, ' „4

жш

Яв ш»

МИ— ЗаЙнгч

С/77<> емкости эмиттерно^о

V

¡унии

от постоянного напряжения эмиттер-

транзисторов типа 2Т6Ш-2 прс СзФ

ь..

Типо&ая зависимость <ра$ы коэффициента передачи тока 5 схеме е общеё

Ыобмпосто*»^ го тока коллектора транзистора типа ¿Т6К1Й-2 При Ьокр в+М* М*С ®

>'*> - 1ш -'¿К Ч Ь|н

. Типзк* заксимоть фазы коэффициента

Ш I - НИ?*4!,1

Г I "мша ШЯШШорв транзистора типа

В''Щ ШМ при ^ ж* т №*с

¿Ма ¿X, ^ ' *

^ мредачи тока ¿схеме с вЬщей Базой от постоянного

1 В I; -Ш,: 11.....Шгй ■

'-10 в

{ГГц

■P зоёийиность <?а$ш

■ ш

передачи тот 6 йхвмй с оёщги базой от i

.-■Ч^УУ '-"Дь wt ШышШ, Шй, , -

' Ъо напряжения коллектор-база транше-

к Цр -, йй:

тора типа еттл-г m té*».

В .»->.«. _» «щуи

Mfikîté)

fâ!1 ЪжГ**

ЩЯ , •• /я

M

flU

—»

JR*T .—ä—

'î ij S

1к*68мЯ

I ¿ //Ту

4-

-

Электрические схемы в ADS 2008 Схема усилителя ОБ (Рис. 2.4)

Схема автогенератора (Рис. 2.17)