Высокочастотный составной транзистор

 

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