|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы  Рис. 1.5 И кпд на частотах выше 6 ГГц (благодаря меньшим значениям Гнас), а по уровню нелинейных искажений при усилении сигналов переменной амплитуды и шумовым параметрам - на частотах выше 1 ГГц. Условное обозначение ПТШ приведено на рис. 1.5,а. Для отображения его усилительных свойств в диапазоне УВЧ-СВЧ используется эквивалентная схема на рис. 1.5,б[1.49], содержащая дифференциальные параметры: емкости затвор-канал Сзк. сток-затвор Ссз и сопротивление канала Гкан, зависящие от действующих в схеме постоянных напряжений Ез, Ее, Есз, генераторы токов стока г*, затвора г* и стока-затвора г*з, определяемых мгновенными значениями напряжений e, Сс, без, емкость сток-канал Сек, а также Гз, Гс, Ги -сопротивления пассивных областей затвора, истока и стока, которые принимаются постоянными. Кроме того, в диапазоне УВЧ-СВЧ необходимо учитывать более сложную эквивалентную схему периферийных частей транзистора. В большинстве конструкций ПТШ подложка транзистора соединяется с выводом истока. Поэтому емкости контактных площадок затвора и истока С" и С" в схеме рис. 1.5,6"соединены с истоком. Индуктивности выводов затвора и стока разделяются паразитными емкостями выводов затвора и стока на корпус Сз и Сс на две составляющие- непосредственно индуктивности выводов и индуктивности перемычек корпус-кристалл L, L". На рис. 1.5,6 приведены входные гз (ввх) и проходные гс(евх), а на рис. 1.5,г- выходные гс(евх) статические характеристики. Для ПТШ характерны отрицательные значения напряжения отсечки тока стока - -(2...6) В. Зависимость тока стока от напряжения на затворе можно, как и для МДП-транзисторов, представить через крутизну ic = 5(ез - Еотс) при бз > Еотс. где S = 27г/тСзк - эквивалентная крутизна тока стока; Д - граничная частота по току ПТШ [149]. Поскольку /т и Сзк незначительно зависят от напряжений на затворе и стоке (в активном состоянии), то можно считать /т = const, Сзк = const и проходную характеристику 1с{ез). не зависящей от вс, а выходные характеристики ic от Сс в активном состоянии - горизонтальными линиями. На рис. 1.5,г штриховой линией показана эквивалентная линия граничного режима. Важно, что она начинается не с нуля, а с бс = Есо ~ = О, 5 ... 1, О В - порогового напряжения стока, а ее наклон (крутизна) определяется эквивалентным сопротивлением насыщения г„ас = Гс + г-Снижение тока ic левее линии граничного режима обусловлено резким уменьшением граничной частоты /т. При положительном смещении на затворе > Еотс.з = О, 5... 1 В появляется ток затвора, который можно считать зависящим линейно от напряжения на затворе ь = 5з(ез - Еотс.з). где 5з = 1/(гз + Гд) - крутизна тока затвора. На эквивалентной схеме рис. 1.5,6 появление тока отражено включением соответствующего генератора тока. Как правило, режим работы ПТШ выбирают так, чтобы работать без тока затвора, т.е. при Езтах < Еотс.з- С ДруГОЙ СТОрОНЫ, ПрИ 63 < Еотс СуЩеСТВеННО ВОЗ- растают сопротивление Гкан и емкость Ссз, вызывающие отрицательную обратную связь, что ведет к резкому уменьшению коэффициента усиления по мощности транзистора. Кроме того, переменное напряжение на стоке ограничивают так, чтобы отсутствовал ток гсз. По этим причинам для получения достаточно большого усиления на столь высоких частотах (до 25.. .45 ГГц) в ПТШ используют, как правило, режимы А и АВ и реже на пониженных частотах режим В, когда имеется достаточный запас в коэффициенте усиления по мощности. Кроме того, минимальное напряжение на стоке должно быть не ниже Есо + 1с{гс + Ги), чтобы режим работы был недонапряженным или граничным. В табл. 1.3 приведены параметры идеализированных статических характеристик, высокочастотные, предельно допустимые и тепловые параметры, а также экспериментальные характеристики, обеспечиваемые данным ПТШ. Обозначения в табл. 1.3 пояснены в тексте (см. выше), на эквивалентной схеме и статических характеристиках на рис. 1.5. В последнее время прослеживается тенденция перехода к гибридным интегральным схемам (ГИС), как это имеет место в вычислительных, приемоусилительных и других маломощных устройствах, а так-ке при построении синтезаторов частоты и возбудителей радиопередатчиков. Помимо повышения технологичности производства и на-
дежности устройств одним из главных факторов перехода является снижение массогабаритных параметров, что особенно важно при создании усилителей мощности для мобильных и носимых портативных радиосистем. Поэтому первые отечественные серийно выпускаемые усилительно-генераторные модули на базе ГИС разработаны именно для этих целей. В табл. 1.4 приведены технические характеристики двух- и трехкаскадных усилителей мощности [1.5.3]. Здесь же приведены технические характеристики усилителей, выпускаемые фирмой MOTOROLA. Выходные мощности интегральных усилителей, предназначенных в первую очередь для систем подвижной радиосвязи, составляют прибли- Таблица 1.3  0,36 0,08 0,04 0,04 0,04 0,08 0,25 0,025 12,5 1,25 2,5 2,5 2,5 1.25 0,075 3,0 3,0 3,0 1,5 0,07 0,15 0,15 .0,15 0,075 0,05 0,6 0,6 0,6 0,6 0,3 0,3 0,3 0,2 0,6 0,6 0,6 0,6 0,25 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,85 0,35 0,35 0,35 0,7 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,1 0,1 0,1 0,2 0,07
(5) 8 7 (5) 7 (5) 7 (5) 7,5 (-5) 3.5 3.5 3 3 3 3 (-3) (-3) (-3) (-3) (-3) (-3) (-3) (-3) зительно от 1 до 20 Вт в диапазоне частот 40... 1785 МГц. Особо следует отметить линейные интегральные усилители мощности для телевизионных передатчиков диапазона 470...860 МГц, предназначенных для совместного усиления радиосигналов изображения и звукового сопровождения, мощность которых достигает 180 Вт при уровне интермодуляционных искажений -50 дБ. со ю м ю о ю со ~J I I I I
OJ-JOЛJCOIOl- I I I I I I I I I I I I
/л /л /л /л /л , . . М h-> М< 1-4 1-4 1 I 1 р Са> р Са> Р со я со Р 00 О : м /л/л."."." 09 со "J со ы W .о* .t > >. -•- со со со со Сл Сл Сл Сл I о о о о I I I I ё ё ё ё  0 СП I I I 10 (? со м <рк 4 4
«3
сл сл сл Vi Vi Vi I 09 » С* OV Оч Сд) СО СО 03 м I со о о -° - -° W V м V g V 8 V о V у : рслоосло; - : • о ! о • о • "о • -S-M.f.2.fp..-°.f-M-. I I I о» о о о r°vvvrr о "о о - - сл сл сл * "о .9 о сл Сл)со ." 1л со . W . со у - • " • i" : : Р Р С" Р сл Р * • со • со • °°.»со.?сл,»ся-- о о I I I 0-- о-- со * л : V VV "сл (Л I • ; J» сл 1л • ; к СП о сл • • 00 03 03 V со о о сл I I I г V Р g о S ё V VV V V со 0 м 0 , о о сл сл сл ~4 -nI ~4 -J 4 4к -7:~j»~j»~j-03 03 03 -vi ~j го iviA н -сз Ь о и S -1 X (U -1 (U U) 5" 00 го "Г] -о Е Таблица 1. Тип усилителя УВ1023А УВ1021А УВ1021Б УВ1031А УВ1031Б УВ1022А УВ1022Б MHW105 MHW607-1 MHW607-2 MHW607-3 MHW607-4 MHW704-2 MHW720A2 MHW851-1 MHW804-1 MHW9002-2 MHW9014 IV1HW920 MHW927B MHW2902 MHW909 MHW915 MHW914 MHW916 MRFA2600 MRFA2602 RFA8Q90B MRFA2604 Диапазон рабочих частот, МГц Входная мощность, Вт 40.. 146. 146. 146. 146. 300. 335. 68. 136. 146. 174. 184. 440. 440. 820. 800. 870. 1710. 824. 824. 890. 890. 890. 890. 925. 470. 470. 470. 470. .48,5 ..174 ..174 ..174 ..174 ..308 ..345 ..88 ..150 ..174 ..195 . .210 ..470 ..470 ..850 ..870 . .905 ..1785 ..849 ..849 ..915 ..915 ..915 ..915 ..960 ..860 ..860 ..860 ..860 0,005 0,005...0,01 0,005...0,01 0,005 0,01 0,03 0,03 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,15 0,001 0,001 0,005 0,001 0,001 0,001 0,001 0,1 0,1 0,001 0,036 Мощность на выходе, Вт 4 сл 2...3 4...5 10 15 20 1.6 4 1,4 2.1 0,8 б 3.2 9 14 14 16 20 40 95 180 Коэффициент усиления по мощности, дБ 26 26... 23 29...27 33 32 20 20 37 38,4 38,4 38,4 • 38.4 34.8 21 32 36 24,5 33,2 29 37.8 32 19.5 21.4 41.4 26,5 10,5 Напряжение питания, В 7,5 12,5 12,5 12,5 7.5 6 12.5 6 7.5 5,8 12,5 12.5 26 26.5 26,5 28 28 КПД,  Режим работы 40 40 40 40 40 40 40 Класс С Класс С Класс С Класс С Класс С Класс С Класс АВ Класс АВ Класс АВ Класс АВ Класс АВ Класс АВ Класс АВ Линейный; -50 дБ Линейный; -50 дБ Линейный; -50 дБ Линейный; -50 дБ 0 1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||