КАК ВЫБРАТЬ СВЧ-ТРАНЗИСТОР?
С.ПЕСКОВ, г.Москва.
При выборе СВЧ-транзистора ориентируются на три основных параметра - максимальную мощность рассеяния, коэффициент шума и коэффициент усиления. Выбор транзистора по первым двум параметрам обычно не вызывает трудностей. Коэффициент усиления СВЧ-транзисторов указывается на фиксированной частоте, при конкретном режиме по постоянному току и при оговоренных условиях согласования, т.е. слабо отражает их усилительные свойства в требуемых режимах работы. Это вызвано тем, что СВЧ-транзистор в очень широком диапазоне частот является потенциально неустойчивым прибором. Иными словами, для него невозможен режим двустороннего согласования, при котором реализуется максимальный коэффициент усиления транзистора.
В силу этого ориентируются на более "родной" справочный параметр - предельную частоту усиления транзистора в схеме с общим эмиттером - fт. Данный параметр хорошо отражает усилительные свойства транзистора в любом из режимов его работы, но, к сожалению, также приводится только при конкретных режимах транзистора. Предлагаю точный и удобный способ измерения этого параметра.
Для измерения fт достаточно включить выбранный транзистор по схеме с общим коллектором в нужный режим работы по постоянному току и измерить коэффициенты передачи в прямом (Кп) и обратном (Ко) направлениях на высокой частоте fи (например, 300 МГц) в однородном тракте передачи с любым характеристическим сопротивлением (например, 75 или 50 Ом). Через измеренные значения Кп и Kо вычисляют предельную частоту fт no формуле:
где Kms - усилительный потенциал или максимальный коэффициент устойчивого усиления.
Если Кп и Ко измерены в децибелах, то и величина Kms будет выражена в децибелах:
- простотой и доступностью измерений. Можно использовать любое простейшее измерительное оборудование (например, измеритель амплитудно-частотных характеристик Х1-42, Р4-11 и ему подобное);
- высокой точностью, измерения частоты fr. Погрешность определения частоты fт в самом наихудшем случае не превышает погрешности используемого измерительного прибора;
- устойчивостью проводимых измерений. В общем случае транзистор с целью повышения устойчивости может быть дополнен резисторами с произвольной величиной сопротивления, включаемыми параллельно или последовательно входным (база-коллектор) или выходным (эмиттер-коллектор) зажимам транзистора. Изменяются только значения прямого (Кп) и обратного (Ко) коэффициентов передачи, а их отношение (1) или разность (2) остаются неизменными. Следовательно, неизменной останется и искомая величина fт;
- отсутствием влияния индуктивностей выводов транзистора и его паразитных емкостей на результат измерения частоты fт.
Пример. Требуется измерить предельную частоту усиления транзистора BFP81 (ф.Siemens) при Uкэ=3 В и Iэ=5 мА.
1. Включаем проверяемый транзистор по схеме с общим коллектором при Uкэ=3 В и Iэ=5 мА совместно с последовательно включенным резистором Rдоп=36 Ом (рис.1 а) и измеряем прямой коэффициент передачи на частоте fи=500 МГц, используя прибор Х1-42. Получаем Кп=2,6 дБ.
Puc.1
2. Меняем местами входные и выходные зажимы тестовой платы (рис.1б), т.е. "опрокидываем" ее, и измеряем теперь обратный коэффициент передачи: Ко=-15,8 дБ.
По формулам (1) и (2) вычисляем предельную частоту усиления fт:
На рис.2 представлены зависимости предельной частоты усиления fт транзистора ВЕР81 от тока эмиттера при различных значениях коллекторного напряжения.
Puc.2
Автор с удовольствием ответит на все вопросы читателей по E-mail: peskov@vlux.ru а также по тел.(095) 241-32-14 или 248-04-10.
Радиолюбитель 2/2001