Высокочастотный составной транзистор
Патент 1424115
Авторы
Классы МПК
Высокочастотный составной транзистор
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к радиотехнике и м.О. использовано в ВЧ-генераторных каскадах с резонансной нагрузкой. Цель изобретения - повьппение КПД. ВЧ-составной транзистор содержит транзисторы 1, 2 одинаковой структуры, резистор 3. Цель достигается введением индуктивного элемента А и конденсатора 5. В данном ВЧ-составном транзисторе необходимо, чтобы выходной . импеданс первого транзистора и его нагрузка, которой является базовая цепь первого транзистора с внешними RCL-элементами, были комплексно-сопряженными . Транзистор 1 при комплексно-сопряженном согласовании по цепи эмиттера работает, как и по цепи коллектора, на чисто активную нагрузку, при этом мощность возбуждения транзистора 2 оказывается максимальной . По аналогии с данным ВЧ- составным транзистором м.б. выполнены состаные транзисторы по схемам: обций коллектор - обший эмиттер, общий исток - общий эмиттер, общий сток - общий эмиттер. 3 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„1424115 A1 (SD 4 Н 03 F 3/19
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4135391/24-09 (22) 17. 10. 86 (46) 15.09.88. Гюл. И 34 (71) Рязанский радиотехнический ин" ститут (72) Ю.И,Судаков, A.С.Богданов и Л.Я.Нагорный (53) 621.375.122 (088.8) (56) Полупроводниковая электроника в технике связи. Сб. статей. Вып.23 (Под ред. И.Ф.Николаевского). И.: Радио и связь, 1983, с.120, рис.1, Фишер Дж. Э. и Гетланд Х.Б. Электроника — от теории к практике. М.:
Энергия, 1980, с.199, рис.6-16 а. (54) B6ICOKOЧЛСТОТНЬЙ COCTABHOA ТРАНЗИСТОР (57) Изобретение относится к радиотехнике и м,о. использовано в ВЧ-генераторных каскадах с резонансной нагрузкой. Цель изобретения — повышение КПД. ВЧ-составной транзистор содержит транзисторы 1, 2 одинаковой структуры, резистор 3. Цель достигается введением индуктивного элемента и конденсатора 5. В данном ВЧ-составном транзисторе необходимо, чтобы выходной . импедаис первого транзистора и его нагрузка, которой является базовая цепь первого транзистора с внешними RCL-элементами, были комплексно-сопряженными. Транзистор 1 при комплексно-сопряженном согласовании по цепи эмиттера работает, как и по цеги коллектора, на чисто активную нагрузку, при этом мощность возбуждения транзистора 2 оказывается максимальной. По аналогии с данным ВЧФ составным транзистором м.б. выполнены ф р соста. ные транзисторы по схемам: общий коллектор — общий эмиттер, общий С исток — общий эмиттер, общий сток— общий эмиттер. 3 ил.
1424115
Изобретение относится к радиоте нике и может быть использовано в высокочастотных генераторных каскадах с резонансной нагрузкой.
Целью изобретения является повышение КПД.
На фиг.! приведена принципиальная электрическая схема высокочастотного составного транзистора; на фиг ° 2 - !p векторная диаграмма токов и напряжений в эмиттерной цепи первого и базовой цепи второго транзисторов; на фиг.3 — векторная диаграмма токов первого и второго транзисторов, тока и напряжения на нагрузке.
Высокочастотный составной транзистор содержит первый и второй транзисторы 1 и 2> резистор 3, индуктивный элемент 4 и конденсатор 5 °
Высокочастотный составной транзистор работает следующим образом.
Входное сопротивление второго
-.ранэистора 2 до частот в сотни мега-э5 ерц можно представить в виде последовательного соединения эквивалентных резистора R 2 и конденсатора
С „, . Примем эа опорный (фиг ° 2) вектор базового тока второго транэисто30 ра 2 1 2, тогда напряжение Ц Вх„на
Нвх2 совпадает по фазе с вектором а напряжение U«x «а конденса торе С вх7 отстает от этого вектора яа угол Г/2. Напряжение на перехсде база-эмиттер второго транзистора 2 35 представляет собой сумму вектоUg Вх7 0свх2 .Ток 1я через ре
:тор;3 совпадает по фазе с напряже..:ием U g>. Ток f через конденсатор 5 с
: вен сумме токов I g u Тв. Напряжение 40
Цс на конденсаторе 5 отстает от тока
I на угсл в/2. Напряжение L< на индуктивном элементе 4 .равно сумме векторов Бс и Ц, при этом ток Ic аереэ индуктивный элемент 4 отстает 45 по +,,:эе от напряжения ц на угол «/2
Эм .ттерный ток первого транэистора
I равен сумме векторов токов I< и .Р
I (под указанными обозначениями всех токов и напряжений в цепях вы- 50 сокочастотного составного транзистора понимаются их первые гармоники). Как видно из векторной диаграммы, приведенной на фиг.2, ток базы второго транзистора 2 i <> опережает по фазе .-ок эмиттера первого транзистора 1
3t на угол g» Компенсация фазового двига между коллекторными токами
R$x2
R ЬК+ыЬк
90 -arctg
R R +
ы СС в„г
ыС ыС
Св7
R вход Ьг
Не(Z„„, ), R +(Х +ыЬ - --)г
2 1 вх вх (dC
ЫЬ(R - - +ЫЬХ +(Х - --) г!
2 Ь 1
Bx C ex SX idC д1 г I вы 1 1
Кв +(Х +ж - — )
2 1 вх вх
4 С де (d — - циклическая частота; R и Х в„ вЂ” активная и реактивная составляющие входного сопротивления цепи в точках Ь-d (фиг.1), R (R R+R +(— ) >J
7 1 вх вх
В|7
R вх l
—,— -)
° г
Схх (R+R . г +(-вхг су
К/ФС 6„, X вх (R+R ) +()г
Вхг
LL(вх
Оптимальное согласование, при котором источник сигнала отдает в нагрузку максимальную мощность, достигается при комплексно-сопряженном согласовании внутреннего сопротивления источника сигнала с сопротивлением нагрузки. В данном высокочастотном составном транзисторе необходимо, чтобы выходной импеданс первого транзистора и его нагрузка, которой является базовая цепь первого транзистора с внешними RCL-элементами, были комплексно-сопряженными. Система иэ трех уравнений для нахождения оптимальных (с точки зрения согласовачия. номиналов резистора 3, индуктивного элемента 4 и конденсатора 5 (R, и С) может быть записана следующим образом:
1424115 ния первого транзистора 1 со стороны эмиттера.
Величины у > сд > R >к> ° С ьх> ° Rc. (2,,) >
Jm(Z ) могут быть рассчитаны исходя
Вьи> 5 из заданных рабочей частоты каскада на высокочастотном составном транзисторе и мощности, которую каскад должен отдавать в нагрузку.
Если номиналы L, С и R удовлетворяют приведенной системе уравнений, то фазовый сдвиг между коллекторными токами первого и второго транзисторов
1, 2 равен нулю, и транзисторы оказываются нагруженными по своим коллек" торным цепям на число активные кажущиеся сопротивления. Векторная диаграмма для случая компенсации фазового сдвига между токами I „k,,и I„ в высокочастотном составном транзисторе 2О показана на фиг,З.
Первый транзистор 1 под комплексно-сопряженном согласовании по цепи эмиттера работает, как и по цепи коллектора, на чисто активную нагрузку, 25 при этом мощность возбуждения второго транзистора 2 оказывается максимальной.
По аналогии с данным высокочастотным составным транзистором могут быть выполнены составные транзисторы по схемам: общий коллек гор — общий эмиттер> общий исток. — общий эмиттер, общий сток — общий эмиттер, Формул а и э о б р е т е н н я
Высокочастотный составной транзистор, содержащий первый и второй транзисторы одинаковой структуры, база первого, эмиттер второго и объединеййые коллекторы первого и второго транзисторов являются соответственно базой„ эмиттером и коллектором высокочастотного составного транзистора, между базой и эмиттером второго транзистора включен резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, введены индуктивный элемент и конденсатор, первые выводы которых подключены к эмиттеру первого транзистора, а вторые — соответственно к эмиттеру и базе второго транзистора.
t 4241! 5
Составитель П,Дик
P едактор N.Êåëåìåø Техред Л.С ердюкова
КоРРектоР И.Муска
Заказ 4696/56 Тираж 928 Подписное
ВНИИПИ
ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие г У тие, r. жгород, ул. Проектная, 4