Транзисторные умножители частоты

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА В г. ТАГАНРОГЕ

Реферат

по курсу УГиФС

«Транзисторные умножители частоты»

Выполнил:

Рудь Д. Е.

Проверил:

Алексеев Ю. И.

Таганрог 2007

Расчет УЧ на транзисторе представляет сложную задачу, поскольку последний является нелинейным элементом, обла­дающим заметной инерционностью в рабочем диапазоне частот. Эквивалентная схема транзистора для малых сигна­лов показана на рис. 1.23.

На схеме показаны выводы базы «б», эмиттера «э» и кол­лектора «к». Кроме того, на рис. 1.23 буквой «п» условие обозначена вторая точка эмиттерного перехода, которая является внутренней точкой транзистора. Напряжение на этом переходе u_п определяет свойства транзистора, как активного элемента.                                  

Левая часть схемы (ветвь бпэ) по существу эквивалентна варикапу (рис. 1.13), в котором отброшена индуктивность выводов, поскольку транзисторы обычно работают на таких частотах, где влияние их ничтожно. Сопротивление r_s представляет собой сопротивление мате­риала базы (сопротивление базы). Оно остается при­близительно постоянным при изменении напряжения. Емкость эмиттерного перехода С_э эквивалентна барьерной емкости варикапа. Параллельно емкости эмиттерного перехода вклю­чается проводимость открытого перехода g_пи диффузионная емкость перехода С_д. Ток через эти два элемента существен только в активной области (переход открыт), когда он очень резко зависит от напряжения на переходе (1.56), (1.57). Емкость коллекторного перехода С_кп зависит от при­ложенного к ней  напряжения  по  тем же законам, что и емкость С_э (1.42). Параллельно ей включается проводи­мость утечки закрытого коллекторного перехода. Однако на радиочастотах этой проводимостью практически всегда можно пренебречь по сравнению с проводимостью ёмкости С_кп. Поэтому на рис. 1.23 она не показана.

Емкость между коллектором и базой С_кб можно считать постоянной. Эта емкость очень существенна при исследо­вании усилителей, поскольку она определяет в них пара­зитную обратную связь. В УЧ, когда частоты сигналов на входе и выходе существенно различны, эту емкость мож­но просто пересчитать к зажимам база — эмиттер и коллек­тор — эмиттер, а потому учет ее не представляет труда. Наконец, на рис. 1.23 изображен генератор коллектор­ного тока, определяющий свойства транзистора, как актив­ного элемента. Мгновенное значение тока этого генератора определяется напряжением на переходе и имеет существенную величину только в активной области, когда переход открыт

                                                     (1.71)

Ток генератора пропорционален току через проводимость открытого пере­хода g_п и заряду в диффузионной емкости С_д. Таким обра­зом, можно записать

Входящий сюда параметр β есть коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером. Это видно из рассмотрения статического случая, когда емкостные токи отсутствуют, а β есть отношение тока коллектора к току базы.

Итак, из всех элементов эквивалентной схемы транзисто­ра (рис. 1.23) в активной области очень существенно (по экспоненте) меняются три параметра (С_д, g_п, i_к). Остальные элементы меняются много медленнее в первом приближении их можно принять постоянными. Такое допу­щение тем более оправдано, что основное изменение этих последних происходит в пассивной области, когда ток кол­лектора равен нулю и которая поэтому представляет мень­ший интерес, чем активная область.