Составной транзистор

 

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может использоваться в генераторных и усилительных устройствах. Повышается коэффициент усиления по току при одновременном расширении диапазона рабочих частот. Составной транзистор (СТ) содержит пять транзисторов (Т) 1-5 и четыре резистора 6-9. Резисторы осуществляют питание базовых цепей транзисторов фиксированным напряжением смещения, а также позволя3 Vj7 V ют установить экономичные режимы работы с отсечкой тока коллектора. Структуры Т 1,2,4 отличаются от структуры Т 3,5, При подаче на вход СТ (база Т1) сигнала, СТ производит его эффективное усиление по двум каналам. Первый канал усиления сигнала, поворачиваюшлй его фазу на IT , образован переходами Т 1,2,3,5, Т 5 возбуждается суммарным сигналом Т 2,3, поэтому фаза выходного сигнала, снимаемого с э№1ттера Т 5, определяется совокупностью составляюпщх фазовых сдвигов тока на переходах Т 2,3, Второй канал усиления .сигиала, также поворачиваюцщй фазу сигнала на И , образован цепочкой переходов база-эмиттер Т 1, база-эмиттер Т 2, база-коллектор Т 4, ;Вьпсодные токи обоих каналов усиления сум№1руются на общей нагрузке -в коллекторной цепи СТ, Для повышения коэф(}1ициента усиления по току необход11мо, чтобы различие граничных частот Т 1-5 не превышало 20%, 1 ил, se сл to 00 СП 4j С35

COlO3 СОН ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 23>57 (511 1 И 03 1 3/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3679717/24-09 (22) 23.12 ° 83 (46) 15.05.86. Вюл. Р 18 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) Ю.И.Судаков и 11.Ф.Елистратов (53) 621.375 ° 026(088,8) (56) Патент США Р 2663806, кл. 30788.5, опубл. 1953 °

Патент Великобритании Ь" 1399530, кл.,НЗТ,Н 03 Г 3/19,опубл.1972,фнг.2. (54) СОСТЛВ110Й ТРАНЗИСТОР (57) Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может использоваться в генераторных и усилительных устройствах. Повышается коэффициент усиления по току при одновременном расширении диапазона рабочих частот. Составной транзистор (СТ) содержит пять транзисторов (Т)

1-5 и четыре резистора 6-9, Резисторы осуществляют питание базовых цепей транзисторов фиксированным напряжением смещения, а также позволяд ют установить экономичные режимы работы с отсечкой тока коллектора.

Структуры Т 1,2,4 отличаются от структуры Т 3,5, При подаче на вход СТ (база T1) сигнала, СТ производит его эффективное усиление по двум каналам.

Первый канал усиления сигнала, поворачивающий его фазу па 7, образован переходами Т 1,2,3,5. Т 5 возбуждается суммарным сигналом Т 2,3, поэтому фаза выходного сигнала, снимаемого с эмиттера Т 5, определяется купностью составляющих фазовых сдвигов тока на переходах Т 2,3. Второй канал усиления .сигнала, также поворачивающий фазу сигнала на 11, образован цепочкой переходов база-эмиттер Т 1, база-эмиттер Т 2, база-коллектор Т 4,;Выходные токи обоих каналов усиления суммируются на общей нагрузке в коллекторной цепи СТ, Для повышения коэффициента усиления по току необходимо, чтобы различие граничных частот Т 1-5 не превышало 20Х

1 ил. пиальная электрическая схема составного транзистора.

Составной транзистор содержит пер: вый, второй и третий транзисторы 1-3 первый и второй дополнительные транзисторы 4 и 5, резисторы 6-9, Составной транзистор работает следующим образом.

При подаче сигнала па вход состав»oI o транзистора (СТ), »одключенпого к истo II»II:y п»тания, СТ производит эффект пзное его усиление пс двум каналам, Первый канал усиления сигнала поворачивает его фазу на 17.

Второй дополнительный транзистор

5 возбуждается суммарным сигналом второго транзистора ? и третьего транзистора 3 поэтому фаза выходного тока первого ка»ала усиления в общем случае с учетом разности фаз токов коллектора второго транзистора 2 и эьаптера третьего транзистора 3, oIIределяется совокупностью двух составля|ощпх фазовых сдвигов тока, создаваемых на переходах второго и третьего транзисторов 2 и 3

1 11 Ч

=ч +у ц — (1) 1 11 И 111 7 БЭ Р6„, Р6 (2) где количество штрихов в индексе Р указывает на помер соответствующего транзистора, Второй капал усиления сигнала. (также с поворотом его фазы на3Г ) образован- целочкой переходов: базаэмиттер первого транзистора 1, базаэмиттер второго транзистора 2, базаколлектор первого дополнительного транзистора 4, Фаза выходного тока (тока коллектора первого дополнительного транзистора 4) второго канала усиления равна

12

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может использоваться в мощных усилителях, умножителях, автогенераторах высокой и сверхвысокой частоты, а также в других генераторных и усилительных устройствах самого различного назначения.

Цель изобретения — повышение коэффициента усиления по току при одновременном расширении диапазона рабочих частот.

13а чертеже представлена принци31576

1 11 lfll Р6 Y Р

6э dq 6к

Выходные токи обоих ка»алов усиле1 ния, имеющие фазы - и Р суммируютс 1 ся на общей нагрузке в коллекторной цепи СТ.

Разность фаз суммируемых выход-ных токов двух каналов усиления с учетом выражений (1) †(3) равна

I III III I 11 I I I I .о 1Р + ЧРР— 1Р

Ч, +9 1.Ч -Ч, - Р - Р б з бк 6 р 6 6 q Як

Тогда условие синфаэности (точного или оптимального фазирования) указанпых токов в широком диапазоне частот имеет вид

6 1 = О, или с учетом выражения (4) ок ок 6q 6.,,Гg Еэ

25 (5)

Из совокупности равенств (5) следует необходимость равенства между собой граничных частот всех транзисторов структуры СТ, т,е. (6)

Таким образом, в фазированном СТ обеспечивается синфазное сложение токов »а любой рабочей частоте.

Гсли условие (б) не выполняется, но максимальное различие граничных частот не превышает 20Х то появляющаяся разность фаз токов составляет несколько градусов и практически мало влияет на величину выходного тока

1О CT. При большем различии частот разность фаз токов возрастает и заметно снижает модуль коэффициента усиления по току и величину выходного тока.

45 Резисторы 6-9 позволяют осуществить питание базовых цепей транзисторов фиксированным напряжением сме! щения, что повышает стабильность параметров СТ. Кроме того, эти ре50 зисторы (или прямо включенные диоды) позволяют установить pJIH транзисторов повышенной и большой мощности экономичные режимы работы с отсечкой тока коллектора. Дпя уменьшения по55 терь сигнала, что особенно важно па высоких частотах и СВЧ, последовательно с резисторами могут быть включены высокочастотные дроссели с соответствующей величиной индуктивности.

Составитель И. Водяхина

Редактор Т. Парфенова Техред Н. Бонкало Корректор И. Эрдейи

Заказ 2659/56 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобрете ния

Составной транзистор, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие одну структуру, и третий транзистор, имеющий другую структуру, причем база первого транзистора является базой составного транзистора, эмиттер соединен с базой второго транзистора, коллектор - с базой третьего транзистора, эмиттер которого подключен к коллектору второго транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффие, циента усиления по току при одновременном расширении диапазона рабочих частот, в него введены первый и второй дополнительные транзисторы, при231576 4 чем база первого дополнительного транзистора соединена с эмиттером второго транзистора, коллектор которого подключен к базе второго дополнительного транзистора, эмиттер кото. рого соединен с коллектором первого дополнительного транзистора и является коллектором составного транзистора, а коллектор — с коллектором

10 третьего транзистора и эмиттером первого дополнительного транзистора, L являющимся эмиттером составного транзистора, причем структура первого дополнительного транзистора соответствует структуре первого транзистора, а структура второго дополнительного транзистора — структуре третьего транзистора, при этом разница между граничными частотами транзисторов не

20 превышает 20 .