Расчет усилителя. Создание рабочей модели транзистора, страница 2

Комплексно-сопряженные числа для параметров и :

Построим окружности устойчивости входной и выходной нагрузок. Координата центра и радиус окружности устойчивости соответственно равны: для входной нагрузки

для выходной нагрузки

Рисунок 3.3.1. График окружности устойчивости входной нагрузки (источника) на круговой диаграмме Вольперта-Смита.

Рисунок 3.3.2. График окружности устойчивости выходной нагрузки на круговой диаграмме Вольперта-Смита.

Как видно из графиков на рисунках (3.3.1), (3.3.2), окружности устойчивости транзистора охватывают центр круговой диаграммы, следовательно, зоны неустойчивости находятся вне окружностей устойчивости.

Затем построим окружность постоянного усиления :

Рисунок 3.3.3. График окружности постоянного усиления, на круговой диаграмме Вольперта-Смита.

Рисунок 3.3.4. Окружности устойчивости и постоянного усиления.

Для удобства выбора сопротивления нагрузки, совместим окружности устойчивости и окружность постоянного усиления на одной диаграмме (рисунок 3.3.4). Точка, определяющая сопротивление нагрузки, должна находиться внутри всех трех окружностей. Выберем сопротивление нагрузки , вычислим коэффициент отражения от входной нагрузки при условии согласования на входе транзистора:

нормированное значение сопротивления источника:

Точка, соответствующая данному сопротивлению источника не попадает в область неустойчивости транзистора, следовательно, можно продолжать расчет согласующих цепей, оперируя полученными значениями сопротивлений.

Согласование в выходной плоскости транзистора осуществим с помощью отрезка микрополосковой линии длиной и параллельного реактивного шлейфа длиной . Найдем на круговой диаграмме проводимость как точку на окружности , диаметрально противоположную точке : . От точки  осуществим поворот по окружности  против часовой стрелки (к нагрузке) до пересечения с окружностью единичной активной проводимости, где .

Длину короткозамкнутого шлейфа  определим по круговой диаграмме полных проводимостей, приняв за начало отсчета точку короткого

замыкания – нижнюю точку диаграммы. По окружности чисто реактивных проводимостей от начальной точки осуществим поворот по часовой стрелке до пересечения с окружностью реактивной проводимости, равной .Определим по диаграмме расстояние между указанными точками в относительных длинах волн .

Определим далее длину отрезка как расстояние в относительных длинах волн, отсчитываемое против часовой стрелки (к нагрузке) от точки  до точки : .

Рисунок 3.3.5. Расчет выходной цепи согласования с помощью диаграммы Вольперта-Смита.

Для согласования транзистора по входу используем отрезок микрополосковой линии передач длиной и реактивный параллельный шлейф длиной . Аналогично расчету выходной цепи найдем на круговой диаграмме проводимость : . От этой точки осуществим поворот по часовой стрелке (к источнику сигнала) до пересечения окружности  с окружностью единичной активной проводимости в точке .

Процедура нахождения длины разомкнутого шлейфа  по круговой диаграмме проводимостей аналогична рассмотренной процедуре для короткозамкнутого шлейфа. Отличие состоит лишь в том, что длину разомкнутого шлейфа отсчитывают не от нижней, а от верхней точки диаграммы, соответствующей холостому ходу (также по часовой стрелке):

.  Длина отрезка  определяется по круговой диаграмме как расстояние в относительных длинах волн, отсчитываемое от точки  до точки  по часовой стрелке (к источнику сигнала): .