S-параметры для RD00HVS1, Странные значения Опции

[Alex999]

Добрый вечер всем. Возникла необходимость расчитать каскад на транзисторе RD00HVS1 на частоту 100МГц. С сайта производителя забрал файл с S-параметрами, сделал импорт в Smith Chart. И получается, что при экспорте S11 в диаграмму Смита, точка указывающая на входной импеданс транзистора на частоте 100МГц, лежит за пределами диаграммы, и ее комплексное сопротивление равно -2.305 - j174.75 Ом. Смотрю в даташит, там параметр S11 для указанной частоты равен 1.004 и -35.2. Но ведь по идее целая часть не может быть больше единицы, и получается что на данной частоте у транзистора отрицательное входное сопротивление? В одной из тем форума было сказано про отрицательное сопротивление, это означает что на данных частотах транзистор работать как усилитель не будет, и каскад будет срываться в генерацию? или я что-то недопонимаю?
С уважением, ко всем.

[grandrei]

Однако, эти 4 нГн создают порядка 4 Ом индуктивного сопротивления, что соизмеримо с выходным сопротивлением транзистора по первой гармонике для данной мощности и питания. И вместе с выходной емкостью транзистора, а она довольно большая, эта индуктивность создает необходимые индуктивное сопротивление по первой гармонике и емкостные по остальным, то есть реализуемый параллельный контур настроен в резонанс между первой и второй гармониками. Как раз это и необходимо для класса Е, см. рисунки 2, 3, 5. Феррит необходим для предотращения очень низкочастотных паразитных возбуждений (он не всегда и нужен), а емкостное сопротивление блокировочных конденсаторов весьма мало. Так что в этом еще одно преимущество такой схемы, в сравнении с классической, что индуктивность выполняет роль как дросселя по питанию, так элемента выходного контура. В статье как раз и приведена формула (10) для ее расчета.

[Isomorphic]

Т.е. эта схема своего рода прототип обычного резонансного усилителя с параллельным LC-контуром в цепи питания стока. Только здесь данный резонанс не на рабочей частоте, а между 1-й и 2-й гармониками (да еще с использованием в контуре выходной емкости самого транзистора). Правильно?

Сообщение отредактировал Isomorphic - Jul 3 2008, 13:41

[grandrei]

Совершенно верно, только такая вот расстройка контура при определенных его параметрах создает новое качество, когда напряжение на стоке транзистора уже несинусидально (влияние гармоник с разными фазами), а равно нулю в первую половину периода, когда течет ток через транзистор (если полагать, что транзистор переключается как ключ попеременно и в данный время он открыт), и обеспечивает плавную разрядку емкости контура до нулю в другую половину периода, когда уже ток стока равен нулю (транзистор закрыт), то есть нет пересечения тока и напряжения на транзисторе, то есть нет потерь, и КПД = 100% в идеале.

Сообщение отредактировал grandrei - Jul 3 2008, 13:47

[Isomorphic]

Совершенно верно, только такая вот расстройка контура при определенных его параметрах создает новое качество, когда напряжение на стоке транзистора уже несинусидально (влияние гармоник с разными фазами), а равно нулю в первую половину периода, когда течет ток через транзистор (если полагать, что транзистор переключается как ключ попеременно и в данный время он открыт), и обеспечивает плавную разрядку емкости контура до нулю в другую половину периода, когда уже ток стока равен нулю (транзистор закрыт), то есть нет пересечения тока и напряжения на транзисторе, то есть нет потерь, и КПД = 100% в идеале.

Пиковое напряжение на стоке до 29,4 В, что вблизи критического значения (35 В). Не очень это хорошо, рассогласование более 10:1 убьет транзистор.
А в температурном диапазоне усилитель смотрели, сильно ли падает КПД?
Какой уровень 2-й и 3-й гармоник имеет такой УМ?

[grandrei]

Пиковое напряжение на стоке до 29,4 В, что вблизи критического значения (35 В). Не очень это хорошо, рассогласование более 10:1 убьет транзистор.
А в температурном диапазоне усилитель смотрели, сильно ли падает КПД?
Какой уровень 2-й и 3-й гармоник имеет такой УМ?

С гармониками все просто, потому что далее следует фильтр, который снижает их уровень до -50 дВс и менее (доклад на IMS2008), но практически не влияет на характеристики. Относительно пробивного напряжения, то, конечно, это надо иметь ввиду, хотя обычно его промеряют по постоянному уровню, я никогда не слышал и не видел, чтобы это было в динамике. Поэтому в конкретном случае надо проводить тестирование на предмет надежности и КСВ, и предусмотреть защиту при больших КСВ, если необходимо. Про температуру не знаю, но не думаю, что тут какие-то особенности: естественно, падает крутизна, как и усиление и выходная мощность с увеличением температуры, но поскольку транзистор работает в насыщении, то на КПД это сильно не должно отражаться.

Попробую тоже присодиниться
Получается, что довольно многие производители представляют в datasheet S-параметры на транзистор которые измерены когда он находился в неустойчивом состоянии (отрицательное входное сопротивление) следовательно расчитать по данным параметрам входную согласующую цепь не представляется возможным (особенно если частоты высоки). Отсюда возникает вопрос зачем тогда вообще предлагаются такие параметры??? И как составляются dataseets если в них заведомо некорректные данные???
Я сталкивался с такой проблемой с одним из транзисторов NXP, из S-параметров в datasheet следовало, что входное сопротивление отрицательно, измерив же самостоятельно S-параметры, в плоскости транзистора, в тестовых фикстурах с соответствующими стабилизирующими элементами получил что входное сопротиление имеет положительную Re(Zin). Причем разница между измеренными и взятыми из datasheet S-параметрами кардинальная!!!
Вот и получается, что-же теперь не верить данным которые предлагают производители???
Кто что думает по этому поводу...

В том-то и вопрос, в каких условиях происходит измерения параметров, особенно на низких частотах, когда усиление транзистора очень высокое и даже небольшая положительная обратная связь может приводить к самовозбуждениям. Что ж, как говорится, доверяй, но проверяй. Лично я никогда S-параметрами не пользовался, а либо использовал транзистор с уже имеющейся моделью (когда измеренные малосигнальные S-параметры преобразовывались в Z- или Y-параметры и на их базе оптимизировалась нелинейная модель транзистора, например, с помощью программы ICCAP), либо мерял входной импеданс на измерителе импедансов, предварительно приняв меры по обеспечении устойчивости (что было давно), а выходное сопротивление просто рассчитывал. К тому же, обычно уж емкости-то даются в паспорте на транзистор.

Сообщение отредактировал grandrei - Jul 4 2008, 09:17