Вопрос 28. Работа биполярного транзистора с вч сигналами

Частотными свойствами транзистора учитывается тот факт, что транзистор способен усиливать электрические сигналы с частотой, не превышающей определенного для каждого транзистора предела. Частоту, на которой транзистор теряет свои усилительные свойства, называют предельной частотой усиления транзистора. Для того, чтобы транзистор мог обеспечить значительное усиление сигнала, необходимо, чтобы максимальная рабочая частота сигнала была по крайней мере в 10...20 раз меньше предельной частоты fт транзистора. Например, для эффективного усиления сигналов низкой частоты (до 20 кГц) применяют низкочастотные транзисторы, предельная частота которых не менее 0,2...0,4 МГц. Для усиления сигналов радиостанций длинноволнового и средневолнового диапазонов волн (частота сигнала не выше .1,6 МГц)| пригодны лишь высокочастотные транзисторы с предельной частотой не ниже 16...30 МГц

Особенности работы биполярного транзистора на высоких частотах

При работе транзистора с сигналами высокой частоты время протекания основных физических процессов (время перемещения носителей от эмиттера к коллектору, заряд и разряд барьерных емкостных переходов) становится соизмеримым с периодом изменения входного сигнала. В результате способность транзистора усиливать электрические сигналы с ростом частоты ухудшается. Для анализа работы транзистора с высокочастотными сигналами используются динамические модели как нелинейные, так и линейные, отличающиеся от статических учетом влияния емкостей переходов. При этом барьерные емкости переходов описывают процессы, аналогичные перезаряду обычных конденсаторов, а диффузионные емкости, характеризующие накопление и рассасывание неравновесных носителей, одновременно учитывают и конечную скорость их перемещения.  

Вопрос 29. Особенности конструкции и структуры свч-транзисторов

Почти все СВЧ-транзисторы, как и остальные биполярные транзисторы, — это кремниевые эпитаксиально-планарные транзисторы.

Поэтому толщина базы СВЧ-транзисторов составляет иногда менее 0,1 мкм, ширина эмиттерных полосок — менее 1 мкм.

Конструкция мощного СВЧ-транзистора:1 — пластинка из бериллиевой керамики; 2 - фланец; 3 — кольцо; 4 - баллон; 5 - керамический изолятор; 6 — внутренний вывод; 7 - трубка; 8 — наружный вывод; 9 — кристалл полупроводник базовых и эмиттерных областей малых размеров и с необходимой концентрацией примесей является метод ионной имплантации.

Основные трудности возникают при создании мощных СВЧ-транзисторов, так как требования к структуре высокочастотного транзистора в основном противоречат требованиям к структуре мощного транзистора.

Так, одним из основных факторов, ограничивающих диапазон рабочих частот СВЧ-транзистора, является время пролета носителей заряда через коллекторный переход (см.

В результате СВЧ-транзисторы с большими значениями граничной частоты имеют меньшее значение максимально допустимой мощности рассеяния.

Лучшие из современных СВЧ-транзисторов с граничными частотами в несколько гигагерц рассчитаны на максимально допустимую мощность рассеяния при непрерывной работе в несколько ватт.

Значение этого параметра биполярных СВЧ-транзисторов уже близко к теоретическому пределу.