реклама на сайте
подробности

 
 
> Каскад на биполярных транзисторах
MW_des
сообщение Jun 7 2016, 05:36
Сообщение #1


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 7-06-16
Пользователь №: 92 065



Здравствуйте, уважаемые форумчане, помогите разобраться с вопросом.

Имеется высокочастотный биполярный транзистор. Вот его ВАХ. Рабочую точку при включении с ОЭ выбрал следующую: Uc = 2 V, Ic = 20 mA, Ib = 200 uA (или где-то Ube = 0.85 V).
Прикрепленное изображение


Коэффициент усиления (S21 и max gain - при условии согласования) в этой рабочей точке следующий:

Прикрепленное изображение


Вопрос - как на этом транзисторе построить каскод? Задача стоит разработать усилитель мощности на каскоде, частота 5 Ггц, полоса 300 МГц, усиление 20 дБ.
1) как выбрать напряжение (или все-таки лучше задавать ток?) на базе второго транзистора (который включен с ОБ)? Исходя из каких соображений? Выбрал такой же ток базы как и у транзистора с ОЭ, получил следующее:

Прикрепленное изображение


2) обязательно ли нужен конденсатор на базе второго биполярника? Понимаю, что это конденсатор фильтр по питанию, земля во ВЧ сигналу. Но по моему мнению он не должен ни на что особо влиять. Однако, если его убрать, то коэф.передачи падает на 20 дБ, а коэф. устойчивости выбирается из "минуса", но все равно ниже 1.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
 
Start new topic
Ответов
Proffessor
сообщение Jun 7 2016, 07:10
Сообщение #2


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305



Напряжение на коллекторе нижнего (эмиттере верхнего) транзистора должно быть половина напряжения питания, из этого надо исходить, задавая напряжение на базе верхнего транзистора. Если требования по коэффициенту шума не тредъявляются, то надо выжать максимум усиления, а для этого оптимально согласовать вход и выход каскада по мощности со стандартным 50-омным трактом. Не превышая при этом максимальный устойчивый коэффициент усиления.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
1113
сообщение Jun 7 2016, 07:16
Сообщение #3


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 604
Регистрация: 24-02-06
Из: Москва
Пользователь №: 14 658



Цитата(Proffessor @ Jun 7 2016, 10:10) *
Напряжение на коллекторе нижнего (эмиттере верхнего) транзистора должно быть половина напряжения питания, из этого надо исходить

откуда нижний транзистор знает какое оно - напряжение питания. чтобы понять что при половинном он находится в идеальных условиях?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Proffessor
сообщение Jun 7 2016, 07:34
Сообщение #4


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305



Цитата(1113 @ Jun 7 2016, 09:16) *
откуда нижний транзистор знает какое оно - напряжение питания. чтобы понять что при половинном он находится в идеальных условиях?

Знает не транзистор, а знает разработчик. Половина питания - это максимально возможный динамический диапазон и усиление.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
1113
сообщение Jun 7 2016, 07:45
Сообщение #5


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 604
Регистрация: 24-02-06
Из: Москва
Пользователь №: 14 658



Цитата(Proffessor @ Jun 7 2016, 10:34) *
Знает не транзистор, а знает разработчик. Половина питания - это максимально возможный динамический диапазон и усиление.

и какой максимальный размах напряжения (в вольтах) можно получить в таком случае на коллекторе нижнего (эмиттере верхнего) транзистора?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
MW_des
сообщение Jun 7 2016, 08:06
Сообщение #6


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 7-06-16
Пользователь №: 92 065



Цитата(1113 @ Jun 7 2016, 07:45) *
и какой максимальный размах напряжения (в вольтах) можно получить в таком случае на коллекторе нижнего (эмиттере верхнего) транзистора?


Насколько я понял из ВАХ, напряжение пробоя этого транзистора равно ~3 В. Напряжение насыщения составляет около 0.5-1 В (ну и размах по напряжению соответственно 2-2.5 В). Поэтому оптимальная точка для максимального размаха по напряжению равна 1.5-2 В. По току выбран не А режим, а AB, чтобы кпд был повыше. Или я в принципе неправильно задаю питание каскода?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Proffessor
сообщение Jun 8 2016, 09:17
Сообщение #7


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305



Цитата(MW_des @ Jun 7 2016, 10:06) *
Насколько я понял из ВАХ, напряжение пробоя этого транзистора равно ~3 В.

Если не секрет, какой тип транзисторов закладывали?

Сообщение отредактировал Proffessor - Jun 8 2016, 09:44
Go to the top of the page
 
+Quote Post
MW_des
сообщение Jun 8 2016, 11:40
Сообщение #8


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 7-06-16
Пользователь №: 92 065



Цитата(Proffessor @ Jun 8 2016, 10:17) *
Если не секрет, какой тип транзисторов закладывали?


Это интегральная технология. Измерения ВАХ есть только до 3 В, но пишут что модель действительно вплоть до 4.5 В.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Proffessor
сообщение Jun 9 2016, 10:48
Сообщение #9


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305



Цитата(MW_des @ Jun 8 2016, 13:40) *
Это интегральная технология. Измерения ВАХ есть только до 3 В, но пишут что модель действительно вплоть до 4.5 В.

Мне тоже стало интересно и я смоделил в AWRDE. Сперва классический каскад с ОЭ, а затем каскод. Чтобы получить на выходе заданную мощность, и хотя бы усиление 11dB, пришлось проделать следующее:
1. Изменить некоторые параметры в модели транзистора GBJT, предлагаемой по умолчанию: снизить постоянную времени задержки база-коллектор с 0,017 до 0,001ns, уменьшить сопртивление базы до 1 Ohm.
2. Повысить начальный постоянный ток коллекторов транзисторов с 22 до 43mA.
3. Уменьшить эмиттерный резистор с 10 до 5 Ohm и зашунтировать его блокировочным конденсатором.
4. Ввести на вход и на выход цепи согласования (в виде условно четвертьволновых отрезков линий), потому как без них входное сопротивление каскада 14 Ohm, выходное 31 Ohm.
5. Не устанавливать блокирующий конденсатор с базы верхнего транзистора на землю, с ним все признаки самовозбуда: на диаграмме Смита входного импеданса вся кривая выскакивает в "молоко", то есть активная часть входного сопротивления отрицательна.
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение

По нагрузочной петле получается, пиковый ток нижнего транзистора 142mA, пиковое напряжение 3,4V.
Получается, что каскодная схема более устойчива, чем простой ОЭ, при любых настройках согласующих цепей не возбуждается. Можно еще попытаться повысить коэффициент усиления установкой последовательной RC-цепочки с базы верхнего транзистора на землю.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jun 9 2016, 11:39
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Сообщений в этой теме
- MW_des   Каскад на биполярных транзисторах   Jun 7 2016, 05:36
- - Александр1   Цитата(MW_des @ Jun 7 2016, 08:36) обязат...   Jun 7 2016, 06:13
|- - MW_des   Цитата(Александр1 @ Jun 7 2016, 06:13) Об...   Jun 7 2016, 07:57
|- - Александр1   Цитата(MW_des @ Jun 7 2016, 10:57) Можете...   Jun 7 2016, 08:55
||- - Abell   Цитата(1113 @ Jun 7 2016, 10:45) и какой ...   Jun 7 2016, 07:48
|||- - 1113   Цитата(Abell @ Jun 7 2016, 10:48) 0 Вольт...   Jun 7 2016, 07:54
||- - Proffessor   Цитата(1113 @ Jun 7 2016, 09:45) и какой ...   Jun 7 2016, 07:55
|||- - Abell   Цитата(Proffessor @ Jun 7 2016, 10:55) Пр...   Jun 7 2016, 08:07
||- - Proffessor   Цитата(MW_des @ Jun 7 2016, 10:06) Наскол...   Jun 7 2016, 08:23
|||- - MW_des   Цитата(Proffessor @ Jun 7 2016, 08:23) Ре...   Jun 7 2016, 08:39
|||- - Proffessor   40dB - это скорее всего максимально возможное усил...   Jun 7 2016, 08:52
|||- - MW_des   Цитата(Proffessor @ Jun 7 2016, 09:52) 40...   Jun 7 2016, 09:20
|||- - Proffessor   Ну, в режиме большого сигнала расчет Gmax, MSG по ...   Jun 7 2016, 10:45
|||- - petrov   Цитата(Proffessor @ Jun 7 2016, 13:45) Пр...   Jun 9 2016, 11:01
|||- - Proffessor   Цитата(petrov @ Jun 9 2016, 13:01) А для ...   Jun 9 2016, 11:21
||||- - petrov   Цитата(Proffessor @ Jun 9 2016, 14:21) Ес...   Jun 9 2016, 11:30
||||- - Proffessor   Цитата(petrov @ Jun 9 2016, 13:30) Нет яс...   Jun 9 2016, 11:42
|||- - MW_des   Цитата(petrov @ Jun 9 2016, 11:01) А для ...   Jun 10 2016, 04:24
|||- - Proffessor   Цитата(MW_des @ Jun 10 2016, 07:24) 4. По...   Jun 10 2016, 04:51
|||- - Proffessor   Цитата(MW_des @ Jun 10 2016, 07:24) Кстат...   Jun 10 2016, 06:14
||- - Proffessor   MW_des Установка в базу верхнего транзистора цепоч...   Jun 9 2016, 12:47
|- - MW_des   Цитата(Proffessor @ Jun 7 2016, 07:10) На...   Jun 7 2016, 07:51
|- - Proffessor   Цитата(MW_des @ Jun 7 2016, 09:51) Смущае...   Jun 7 2016, 08:04
|- - MW_des   Цитата(Proffessor @ Jun 7 2016, 08:04) 40...   Jun 7 2016, 08:21
- - domowoj   Цитата(MW_des @ Jun 7 2016, 11:36) Задача...   Jun 7 2016, 16:49
|- - MW_des   Цитата(domowoj @ Jun 7 2016, 17:49) Подум...   Jun 8 2016, 04:09
- - poilrig   Цитата(MW_des @ Jun 7 2016, 10:20) Хотело...   Jun 20 2016, 15:04
|- - MW_des   Цитата(poilrig @ Jun 20 2016, 15:04) базо...   Jun 23 2016, 09:37
- - MW_des   Разработал схему со сложением мощности от нескольк...   Jun 30 2016, 04:51
- - Proffessor   Цитата(MW_des @ Jun 30 2016, 07:51) Разра...   Jun 30 2016, 07:17
|- - MW_des   Цитата(Proffessor @ Jun 30 2016, 07:17) Р...   Jul 1 2016, 05:58
|- - Proffessor   Цитата(MW_des @ Jul 1 2016, 08:58) А заче...   Jul 1 2016, 06:44
- - enom   Цитата(MW_des @ Jun 30 2016, 07:51) Разра...   Jul 12 2016, 05:21
- - MW_des   Цитата(enom @ Jul 12 2016, 06:21) Можно н...   Jul 14 2016, 04:36
- - enom   GaN cкоро так же вытеснит кремний, как кремний гер...   Jul 15 2016, 05:13
- - MW_des   Цитата(enom @ Jul 15 2016, 05:13) GaN cко...   Jul 15 2016, 08:23


Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 24th July 2025 - 19:27
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01543 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016