на iJHC. 2.1, 2.2. Элементы ЭСТ по степени зависимости их параметров от режима работы можно разбить на две группы: параметры, слабозаяисящие (или вовсе независящие) от режима и параметры с сильной зависимостью. К первой группе относятся индуктивности вводов Ьб, Ьэ, Lk, межэлектродные емкости Сбк,

Kh r, IJ Z

}4<y -O

Рис. 2.1. Эквивалеятная схема тран- Рис. 2.2. Эквивалентная схема транзистора с ОЭ зистора с ОБ

Скэ, Сбэ и сопротивления Гб, Гк, Гэ; ко второй - крутизна перехода Sn, статический коэффициент усиления по току Ро, граничная частота fr, начальная Сэ и динамическая Сд емкости эмиттера, емкость коллектора Ск и сопротивление рекомбинации г. Данное обстоятельство позволяет выделить линейную и нелинейную части ЭСТ.

Основным упрощающим предположением, принятым при расчете К-параметров, является пренебрежение падением напряжения, создаваемого токами высших гармоник на индуктивности эмиттера.

Рассмотрим вначале ЭСТ с ОЭ. В принятом приближении можно, используя результаты

[24], ограничиться проведением гармонического анализа только для НЧС, которая на рис. 2.1 выделена штриховой линией. В итоге представляется возможным заменить НЧС эквивалентным четырехполюсником N (рис. 2.3) с известными /-параметрами. На частоте первой гармоники элементы уи определяют из соотношений:

Рис. 2.3. Линеаризованная ЭСТ

8б + !(лСбУ1

jCOTs-f- 1

1 -f j ШТэ

(2.1)

1 + j ютэ

1 -fi Ts

(2.2>

(2.3> (2.4>

/ 6 + - rc + r

C = C 3 + C ; S = S r/(r6--r);

Гв = (Сз + С)Гб. (2.5>

В выражениях (2.1) - (2.4) у, и v*i - коэффициенты гармонического разложения высокочастотного импульса коллекторного тока, расчет которых проводится по формулам:

Yi = - [во -f -1- 0.5 (sin 201 + sin 260)-2 cos Эд (sin +sin -f-

cos29i-cos 2 Op

- 2 COS 6h (cos 01-cos Go)

(2.6) (2.7>

Здесь бо и Bi - соответственно углы отпирания и запирания транзистора, определяемые из системы уравнений:

cos (01 +ф,)-

со5(ео-ЬФэ)-

cosl

COSips

cosOh

СОБфэ

cos(eo-ф )-cos(el-Фэ)-

coseн

COSips

cosGh

СОБфэ

exp(-exp(

61+60\

2я-60-61 \

COTg

= 0; (2.8>

(2.9>

где низкочастотный угол отсечки 0-0

вн = агссо5-

(2.10)

Ео, Ео - напряжения сдвига характеристики и смещения; t/jv - напряжение на входе нелинейной части схемы;

Фз=-arctgoT; Фэ= - arctgtoTg. (2.11); (2.12)

Углы бо, 61 определяют высокочастотный угол отсечки транзистора 6 = 0,5(60 + 61). Величина 6 в общем случае не равна 6н и сильно зависит от частоты.

При известных элементах матрицы у дальнейший анализ ЭСТ легко провести обобщенным методом узловых напряжений [25J. Порядок приведенной матрицы проводимости ЭСТ q-5, а ее элементы определяются ив следующих соотношений:

/711 = ]и(Сбв + С б)-/-I-; 9i2 = <72i = j

; + Jfi)(C 6 + C e>; 944 =-. ! , +УП + УИ + У22;

9i8 = Ям=926 = Яз\ = Ян = Яа = Як = 9б4 = О- (2.13>

Если обозначить матрицу, обратную q, через Q=q-, то нетрудно получить выражения для У-параметров полной эквивалентной схемы, используя для этого правила приведения к уравнениям четырехполюсника [25]:

У = 2Г; (2.14)

2п = Сш 2l2 = ei5; Z = Qbl> 222 = 55. (2-15)

Значения элементов ЭСТ, необходимые для расчета Учпара-метров, определяются из паспортных характеристик или экспериментально. Крутизну (ПО эмиттерному переходу 5п можно принять-примерно равной статической крутизне. Величины Сд, и г связаны с 5п соотношением

г=-;С = 5 /2я/, , (2.16); (2.17)

/ттм = /т/{1 -2я /. [С (г, + гн) -f г, (Q + С )]}. (2.18)

Коэффициент усиления по току Ро и статистическую крутизну можно определить из вольт-амперных характеристик. Граничная частота усиления транзистора по току /т вычисляется из соотношения /т= /г21э/п, где /г21э-модуль коэффициента передачи, тока базы, измеренный на частоте / , указываемой в паспорте.

Величины емкостей Ск и Сэ зависят от напряжений на электродах транзистора и выбираются из графиков, приводимых в паспорте. Значения Гб, / к, Гэ обычно также определяются из паспорта, в то время как параметры паразитных элементов корпуса практически всегда приходится измерять.

Расчет У-параметров СВЧ транзистора с ОЭ по приведенной методике целесообразно проводить в следующей последователь--ности [32]:

1. Задаются параметры ЭСТ: Ьб, Ьк, Ьэ, Сбэ, Скэ, Сбк, Гб, Гк, Гэ 5п, Ро, Сэ, Ск, /т; напряжения: £0, Ео, и рабочая частота /.

2. По формулам (2.16), (2.17) определяют производные параметры ЭСТ Сд, г.

3. По выражению (2.10) определяется низкочастотный угол отсечки 6н.

4. По формулам (2.5), (2.11), (2.12) вычисляют вспомогательные величины Сб, Se, Xs, Тэ, S, фа, фэ.

5. Из системы уравнений (2.8), (2.9) 01пределяют 0о и бь