Книга посвящена высокочастотным транзисторным усилителям мощности и автогенераторам. Сравниваются показатели усилителей мощности с общим эмиттером и общей базой, выявляются причины гистерезисных явлений и паразитных колебаний в усилителях и даются рекомендации для их устранения. Изучаются автономные высокочастотные транзисторные автогенераторы с фазовой компенсацией. С помощью укороченных уравнений анализируются особенности стационарных режимов и их устойчивость при инерционном автосмещении. Рассматриваются также высокочастотные транзисторные автогенераторы при внешнем асинхронном воздействии и с двумя степенями свободы. Обсуждается конструктивная реализация высокочастотных транзисторных генераторов традиционными способами и в микроэлектронном исполнении.
Книга предназначена для инженеров, специализирующихся в области генерирования высокочастотных колебаний на полу проводниковых приборах, и может быть полезна преподавателям, а также студентам старших курсов вузов.
Рис. 84, табл. 9, библ. 88 назв.
Предисловие
При расчете и эксплуатации ВЧ усилителей и генераторов на транзисторах приходится сталкиваться с их особенностями, обусловленными инерционными явлениями в транзисторе. Основная причина этих явлений — конечное время пролета неосновных носителей заряда через базу транзистора. В ламповых генераторах инерционность носителей тока проявлялась лишь на очень высоких частотах, и в подавляющем большинстве случаев процессы в них можно было анализировать с помощью статических характеристик. Теория ламповых усилителей мощности и автогенераторов без учета инерционных явлений в лампе разработана достаточно подробно. В основном она описывает и процессы в транзисторных генераторах в случае, если рабочая частота в несколько десятков раз ниже предельной частоты транзистора. Здесь еще можно пользоваться статическими характеристиками транзистора, которые, как и у электронной лампы, хорошо аппроксимируются отрезками прямых линий. К сожалению, диапазон частот, где справедлив анализ с помощью статических характеристик, составляет всего несколько процентов от диапазона рабочих частот транзистора.
На более высоких частотах анализировать процессы в транзисторе приходится с помощью эквивалентных схем, учитывающих инерционные свойства транзистора. Из-за инерционности транзистора модуль крутизны, входное и выходное сопротивления с ростом частоты уменьшаются по сравнению со значениями, рассчитанными по статическим характеристикам, а фаза крутизны растет, достигая 90° и более. Важно также, что и модуль, и фаза усредненных параметров транзистора зависят от амплитуды напряжения и постоянного смещения между базой и эмиттером. Это приводит к существенным особенностям транзисторных усилителей мощности и автогенераторов по сравнению с ламповыми. Особенности эти носят принципиальный характер; оказывается, что представления, развитые применительно к усилителям и
3
Оглавление
Предисловие............ у
Глава 1. Параметры транзистора при малом сигнале и
в генераторном режиме....... g
1.1. Статические характеристики....... 5
1.2. Эквивалентная схема транзистора при малых сигналах 7
1.3. У-параметры транизстора и их зависимость от частоты 11
1.4. О пределах применимости статических характеристик
для анализа генераторов на транзисторах .... 14
1.5. Учет индуктивности общего электрода . . . . ' 15
1.6. Связь между параметрами транзистора при включении с общим эмиттером и общей базой . . . .19
1.7. Входная проводимость транзистора при включении
с общей базой........... 20
1.8. Формы токов транзистора в генераторном режиме на высоких частотах.......... 23
1.9. Гармонический анализ токов на высоких частотах . 32
1.10. Учет емкости запертого эмиттерного перехода . . 36
1.11. Реакция переменного напряжения на выходе на гармоники токов транзистора........ 46
1.12. Учет индуктивности общего электрода при гармоническом анализе........... 48
1.13. Результаты расчетов усредненных параметров . . 53
Глава 2. Транзисторные усилители мощности .... 58
2.1. Расчет нагрузки в выходной цепи при максимальном коэффициенте усиления по мощности..... 58
2.2. Сравнение каскадов с ОЭ и ОБ...... 62
2.3. Коэффициент полезного действия и номинальная мощность каскада........... 72
2.4. Цепи согласования в транзисторных усилителях мощности .............. 79
2.5. О ключевых режимах транзисторных усилителей мощности.............. 83
2.6. Гистерезисные явления в транзисторных усилителях мощности............. 85
2.7. Примеры расчета........... 107
2.8. Некоторые способы температурной стабилизации характеристик усилителей мощности...... 1'3
Глава 3. Транзисторные автогенераторы...... И5
3.1. Обобщенная схема автогенератора...... "^
3.2. Автогенератор с контуром между коллектором и эмиттером. Трехточечный автогенератор . |'°
3.3. Укороченные дифференциальные уравнения . . • '^
3.4. Условие самовозбуждения....... i.~*
3.5. Уравнение стационарного режима....... |~°
3.6. Фазовая компенсация. Обращенные схемы . . • ldu
270
3.7. Оптимизация параметров автогенератора. Максимальная частота генерирования . ....... 132
3.8. Диаграммы срыва.......... 134
3.9. Диаграммы смещения......... 138
3.10. О жестком режиме самовозбуждения в высокочастотном транзисторном автогенераторе ...... 140
3.11. О к. п. д. автогенератора........ 146
3.12. Устойчивость стационарного режима автогенератора. Уравнение интегральных кривых на фазовой плоскости ............. 147
3.13. Ослабление влияния изменения параметров транзистора на генерируемую частоту . . . . . . . 163
Гл а в а 4. Высокочастотный транзисторный автогенератор
с контуром между коллектором и базой..... 173
4.1. Укороченные дифференциальные уравнения . . . 174
4.2. Условие самовозбуждения........ 176
4.3. Условие стационарного режима ....... 179
4.4. Расчет стационарного режима и некоторые рекомендации .............. 181
4.5. Устойчивость стационарных режимов..... 187
Глава 5. Высокочастотный транзисторный автогенератор
при внешнем асинхронном воздействии...... 198
5.1. Гармонический анализ токов транзистора при наличии на входе транзистора бигармонического напряжения
и постояного смещения........-. 199
5.2. Внешнее асинхронное воздействие на автогенератор 210
5.3. Автогенератор с двумя степенями свободы . . . 210
Глава 6. Конструирование высокочастотных транзисторных
генераторов............. 234
6.1. Конструкции современных транзисторов .... 234
6.2. Колебательные системы транзисторных генераторов . 236
6.3. Высокочастотные транзисторные генераторы на сосредоточенных элементах........ 237
6.4. СВЧ усилители на полосковых линиях..... 247
6.5. Гибридные интегральные микросхемы СВЧ .... 250
Список литературы............ 263
Предметный указатель........... 268
Цена: 150руб.
