3.4.2 Рекомендуемые типы полупроводниковых приборов

БТ с нормированным коэффициентом шума: КТ3102, КТ3107, КТ3108, КТ3109, КТ306, КТ368, КТ382, КТ399 и другие.

Для радиотракта РП невысокого класса (2-й группы сложности) допустимо использование БТ с ненормированным коэффициентом шума: КТ301, КТ312, КТ315, КТ342, КТ3117, КТ361, КТ326, КТ363, КТ3126 и другие.

Рекомендуемые типы ПТ: КП303, КП305, КП307, КП312, КП313, КП341, КП306, КП327, КП350 и другие.

Справочная литература для выбора транзисторов [33, 35, 36] и другая.

3.4.3 Выбор режимов по постоянному току и расчет у–параметров биполярных транзисторов

Маломощные высокочастотные БТ работают в составе радиотракта с токами покоя . Чем больше ток покоя, тем больше крутизна БТ и больше устойчивое усиление на один каскад, но тем больше входная и выходная проводимости, тем сильнее шунтирование контуров избирательных цепей.

В предварительном расчете для всех транзисторов радиотракта можно принять I_ОК = 1 мА – оптимальное значение с точки зрения усилительных свойств и потребления. При необходимости в процессе электрического расчета отдельных каскадов I_ОК может быть скорректирован.

Параметры БТ слабо зависят от напряжения u_КЭ при u_КЭ > 1В, поэтому предварительно можно считать для всех транзисторов

u_КЭ = 2 ÷ 5 В < Е_К,

где Е_К – напряжение питания коллекторных цепей радиотракта или РП в целом.

Из справочника необходимо выбрать следующий минимальный перечень электрических параметров БТ с указанием режима измерения:

• статический коэффициент передачи тока в схеме ОЭ h_21Э при t = +25⁰С;

• граничная частота коэффициента передачи тока f_т;

• или модуль коэффициента передачи тока |h_21Э| на частоте измерения f_изм, при этом

f_т = |h_21Э| f_{изм ;} (18)

• постоянная времени цепи обратной связи

(19)

где – объемное (распределенное) сопротивление базы;

C_К1 – активная емкость коллекторного перехода;

• полная емкость коллекторного перехода C_К;

• коэффициент шума N.

Если в справочнике приводится несколько значений параметра, то нужно брать нормируемое значение (максимальное или минимальное), а не типовое, которое обычно отмечается звездочкой.

Расчет у–параметров для схемы ОЭ

1. Определяем среднее геометрическое значение h_21Э, используемое в дальнейших расчетах

h_21Э = h_{21Э ср. геом.} = (20)

где h_{21Э min}, h_{21Э max} – крайние значения h_21Э из справочника.

Для большей достоверности расчетов можно скорректировать рассчитанное значение h_21Э для I_ОК = 1 мА, используя график зависимости h_21Э = f(I_К) – если он приводится в справочнике.

2. Определяем активное (дифференциальное) сопротивление эмиттерного перехода при нормальной абсолютной температуре Т = 300К

, (21)

где - температурный потенциал, В;

- постоянная Больцмана;

- абсолютная температура, К;

- заряд электрона;

- ток эмиттера;

при

3. Определяем объемное сопротивление базы из формулы (19)

, (22)

где .

γ зависит от конструкции (топологии) транзистора, для эпитаксиально-планарных транзисторов γ = 0,1 ÷ 0,3, причем меньшее значение γ характерно для транзисторов с f_Т ≥ 0,8 ÷ 1 ГГц, большее – для транзисторов с f_Т = 0,1 ÷ 0,3 ГГц.

4. Входное сопротивление транзистора в схеме с ОБ

. (23)

5. Рассчитываем граничную частоту транзистора по крутизне

. (24)

Чтобы можно было не учитывать зависимость у–параметров от частоты, необходимо выполнение условия (17)

,

где f – максимальная рабочая частота в составе радиотракта.

Тогда основные составляющие у-параметров для схемы ОЭ, используемые в дальнейших расчетах, можно определить следующим образом.

6. Входная проводимость

,

где – активная составляющая входной проводимости;

– реактивная составляющая входной проводимости;

– круговая рабочая частота;

– входная емкость.

Рассчитываем:

а) ; (25)

б) . (26)

7. Выходная проводимость

,

где – активная составляющая выходной проводимости;

– реактивная составляющая;

– выходная емкость.

Рассчитываем:

а) , (27)

где – активная выходная проводимость транзистора в схеме с ОБ;

– дифференциальное сопротивление коллекторного перехода, значение h_22Б или r_к в справочнике может отсутствовать, в этом случае с достаточной для практики погрешностью можно принять для ;

б) (28)

8. Проводимость прямой передачи (крутизна транзистора)

,

где – модуль проводимости прямой передачи;

– фаза проводимости прямой передачи, для можно считать

Рассчитываем

. (29)

9. Проводимость обратной передачи

,

где ,

– проходная емкость.

10. Если транзистор будет использован с током покоя отличным от I_ОК = 1мА, то нужно пересчитать проводимости:

, , (30)