Главная » Просмотр файлов » Петров Б.Е. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах (1989)

Петров Б.Е. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах (1989) (1095875), страница 12

Файл №1095875 Петров Б.Е. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах (1989) (Петров Б.Е. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах (1989)) 12 страницаПетров Б.Е. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах (1989) (1095875) страница 122018-12-30СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

В результате на достаточно высоких частотах (г ) 1 ГГц) Кр в схеме ОБ выше, чем в схеме ОЭ. Следует отметить, что соотношение (1.80) демонстрирует лишь влияние на коэффициент усиления мощности индуктивности Еа н не может быть использовано для инженерных расчетов, поскольку ' здесь не учтены потери в транзисторе. Полное входмое сопротивление транзистора в схеме ОБ.

В соответствии с рис. 1.15, б выражение для входного сопротивления транзистора с учетом сопротивлений потерь в базе г», эмиттере г„ем- костей Спа и С„„индуктивностей Е б и (., (сопротивленнем г(Б пренебрегаем) может быть записано в следующем виде: эт ()эпх+1ы( б )ох+Го ()бг — )ыСкп Укх) ' г П 61) вх— Г' Гэ+ РВ э' ~Сэ! +~пг Подставив сюда (1.24), (1.69), (1.61), (1.63) и торые преобразования, получим соотношение лядно можно представить в виде эквивалентной схемы (рнс.

!.30). Элементы схемы не зависят от частоты (при ) )) )р) и определяются следующими выражениями. ГОБ =яГб+ Гб — кх.б ух (6) озг + Гэ ! сов Кхб+хэ СОБ= тх ( ) ыг ОБ ' (1.73) и проведя некодля Лех, которое наг- (м "ав т (и — 9) ! ЙОБ = ГОБ+ Гэю т,(9) ы С где Гб = ГбСпэ/Сп' ,Гб = ГбСпп/Ск. Рис !,ЗО. Эквивалентная схема транзистора с ОБ для первой гармоники входных колебаний 9 1.17. Волевые транзисторы в усилителях мощиоств бэ В диапазоне высоких частот в качестве активных элементов усилителей мощности могут быть применены мощные полевые МДП- транзисторы. В диапазоне СВЧ в настоящее время наиболее широко применяют полевые транзисторы с затвором Шотки (ПТШ).

Как правило, полевой транзистор включают по схеме с общим истоком, которая позволяет получить наибольший коэффициент усиления мощности. Режим по постоянному току полевого транзистора выбирают следующим образом. К затвору подводят постоянное напряжение Есм (положительное или отрицательное), при котором обеспечивается работа с отсечкой тока стока, на сток подается постоянное положительное напряжение Е„которое вызывает протекание тока основных носителей заряда — электронов — по каналу л-типа. Помимо напряжения Е,„ к затвору транзистора подводят переменное напряжение возбуждения иэ (1), причем ток стока существует только в течение той части периода колебаний и„ когда мгновенное напряжение на затворе превышает напряжение отсечки иота (см. рис. 1.3, 6). На рис.

1.31 показана структура ячеек полевых транзисторов, а на рис. 1.32 †эквивалентн схема, справедливая как для МДП- транзисторов, так и для ПТШ. В схеме приняты следующие обозначения: 1.„х., ).е — индуктивности выводов затвора, истока и стока; Г, — сопротивление потерь в металле затвора; Г, и Г, — сопротивления потерь неуправляемых участков канала со стороны истока и стока; С„С, — емкости обедненного слоя под затвором со сто- роны истока и стока; )ск„— сопротивление управляемой части канала и переходного слоя между каналом и обедненной областью со стороны истока (аналогичным сопротивлением со стороны стока пренебрегаем из-за его малости по сравнению с сопротивлением емкости С,); С вЂ” емкость между контактами сток — исток. Свойства полевого транзистора как АЭ отражены включением в схему генератора тока г'„зависящего от управляющего напряжения и на И 3 С Ю 3 С 1г В ф гг 3 а/ Рис.

1.32. Эквнввлентыля схема но- левого трвызисторк Рис. 1.31. Структурв ячеек МДП- трвызисторк (а) н ПТШ (к): ! — колложкл; à — канал; 3 — лкллектркк: л — вгверкмв слов емкости С,. Эквивалентная схема рис. !.32 справедлива для напряжений на затворе, меньших напряжения открывания барьера Шотки. Механизм работы МДП-транзистора. Мощные МДП-транзисторы изготовляют из кремния, они представляют параллельное объединение большого числа однотипных ячеек (см. рис. 1.31, а). Постоянный ток электронов в канале, возникающий при подаче положительного напряжения на сток, может быть промодулирован, если к затвору подвести переменное напряжение, благодаря действию поперечного электрического поля, изменяющего концентрацию электронов в канале п-типа.

Механизм работы ПТШ. Полевые транзисторы с затвором Шотки изготовляют нз арсеннда галлия (см. рис. 1.31, б). Поперечное электрическое поле„модулирующее плотнскть потока электронов в канале, образуется при обратном смещении барьера Шотки. В этом случае под затвором возникает область, обедненная электронами. Изменяя напряжение на затворе, можно изменять глубину обедненной области, т. е. высоту канала, а следовательно, ток стока. Эквивалентная схема МДП-транзнстрра. Наиболее важным элементом эквивалентной схемы МДП-транзистора (см.

рис. 1.32) яв, ляется генератор, ток которого 1, зависит от управляющего напряжения ит на емкости С„. Для функции 1, (ит) справедливо соотношение (1.4): 1,= 5(пт — и, е) пРи ит )икте. (1. 82г При и„( и„, канал полностью обеднен электронами и !, = О. Остальные элементы эквивалентной схемы можно считать линейными. Эквивалентная схема ПТШ. Ток генератора в эквивалентной схеме ПТШ может быть представлен в виде (1.62). Емкость обедненного слоя со стороны истока, определенная как дифференциальная величина, описывается вольт-фарадной характеристикой: па — и ) ди„' (1.88) где д„, ит — заряд и управляющее напряжение на емкости С„; фа — потенциал барьера Шотки, ~ра = 0,7 ...

0,8 В; С„([/т,)— емкость, измеренная при постоянном напряжении (/ ~; т = 1/2. Нелинейное сопротивление, определенное как отношение мгновенных значений напряжения и тока, г[„„, = ил/гл может быть рассчитано по формуле Я„„, = т„/С„(и„), где т„!,5 1О-" с— постоянная времени входной цепи эквивалентной схемы. Остальные элементы схемы слабо зависят от приложенных напряжений и их считают линейными. Предельно допустимые параметры полевых транзисторов: максимальное напряжение на стоке и,„„, максимальное напряжение на затворе и, „(для ПТШ вЂ” это максимальное обратное смещение на затворе), максимальное напряжение сток-затвор и„„, максимально допустимый ток стока /, „„, максимально допустимая мощность, рассеиваемая на стоке, Р„„. Граничная частота полевого транзистора. Частотные свойства полевых транзисторов в значительной степени определяются граничной частотой ~~ — — ы,/(2п), где (1.84) <~с = ! /т~ 61 т~ — — 1,в/и — среднее время пролета носителей заряда через управляемую область канала, !,э — эффективная длина затвора, и = = (1,1 ...1„3) 10' см/с — средняя дрейфовая скорость электронов.

При расчете !,э учитывают длину металлизации затвора вдоль направления движения электронов ! и боковые области объемного заряда, примыкающие к затвору со стороны истока и стока. Для ПТШ с! не более 1 мкм /,э (1,1 ... 1,2) !. Параметры статических вольт-амперных характеристик ПТШ 5, З„р, и,т, аналогичны параметрам ВАХ биполярных транзисторов.

Более подробное описание параметров эквивалентной схемы ПТШ дано в статье [6). В работе [7) приведены формулы, удобные для расчетов на ЭВМ, аппроксимирующие характеристики нелинейных элементов ПТШ, основанные на двумерном моделировании процессов в ПТШ. В приложении 7 даны справочные сведения о некоторых ПТШ. й 1.18. Расчет режимов работы полевых транзисторов Расчет режимов работы полевых транзисторов проводится по-разному, в зависимости от рабочей частоты и выходной мощности. Расчет режимов МДП-транзисторов.

Режимы маломощных МДП- транзисторов (Р„„ < 0,1 Вт) на относительно низких частотах, где можно не учитывать инерционность, целесообразно рассчитывать по статическим ВАХ, используя методику, приведенную в $ 1.7. При этом используется кусочно-линейная аппроксимация ВАХ и входным воздействием на транзистор считается гармоническое напряжение на затворе и, ж и . С ростом частоты появляется фазовый сдвиг между входным напряжением и, и управляющим напряжением и„на емкости С„. Коэффициент передачи напряжения становится величиной комплексной Кп=()„Ф,=141+1 т„). где т„= й„„С„.

В результате допущение и, ит оказывается несправедливым и зависимость 1,(и,) становится неоднозначной. Таким образом, рассчитывать режим МДП-транзистора по статическим ВАХ возможно до частот не более 0,5 ~„, где 5„= 1/(2пт„). Режимы мощных МДП-транзисторов, работающих на высоких частотах, целесообразно рассчитывать по методике, основанной на допущении о гармонической форме входного тока. Один из возможных методов расчета приведен, например, в (8).

Расчет режимов работы ПТШ. Действительная часть входного сопротивления мощных ПТШ весьма мала (единицы ом), что позволяет возбуждать транзистор гармоническим входным током. Этому также способствует наличие индуктивностей выводов затвора и истока, которые фильтруют ток. На рабочих частотах сопротивление емкости С, реальных транзисторов существенно больше суммарного сопротивления цепочки С„)с„,„, поэтому ток емкости С„1. ~ 1, (см. рис. 1.32). При гармонической форме входного тока 1, (1) ток гт (г) также близок гармоническому, а следовательно, заряд д„на емкости С„тем более имеет гармоническую форму. Расчет режимов ПТШ удобно проводить, введя понятие управляющего заряда дт, т. е.

суммарного заряда управляемой части канала. Очевидно, что д = д„— д„, где д„= Э,п1,аййг„— заряд полностью заполненного электронами канала, А — высота, Яг„— ширина канала; д„= ) С,ди„— заряд обедненной электронами области под затвором; д, †зар электрона; и †концентрац электронов. Учитывая, что д„ вЂ величи постоянная, а д„ (г) имеет гармоническую форму, приходим к выводу, что д (1) изменяется во времени по гармоническому закону: д„ = (;>„э + Ц„г соз оМ. Для расчета режима ПТШ нужно найти связь д„с током 1, и напряжением и„. Если канал полностью заполнен электронами 62 (барьер Шотки открыт), то через сток протекает постоянный ток 1, = д»/т,.

При закрывании барьера Шотки под затвором появля. ется обедненная область и ток уменьшается: /» = (4» — 4„)/тг Ток стока отличен от нуля только в том случае, когда неподвижный заряд д„»- д„. Максимальное по модулю значение д„равно д», в этом случае канал полностью обеднен электронами и 1, = О.

Характеристики

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6418
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее