CC BY
59
УДК 621.372.54
С.И. Липко, О.Н.Негоденко, С.А.Татаринцев, Л.А.Зинченко
ЭКВИВАЛЕНТЫ ИНДУКТИВНОСТИ НА ДВУХ КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ
БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
В дополнение к описанным в [1] эквивалентам незаземленных индуктивностей на двух комплементарных биполярных транзисторах представляют интерес еще две схемы, приведенные на рисунках 1 и 2.
Используя метод малых приращений и законы Кирхгофа, при одинаковых
параметрах транзисторов в схеме, показанной на рис.1, получим следующие
выражения для импеданса между клеммами а-б :
^ 1 - а
2 б = я-----,
^ аб 1 + а
где а-коэффициент передачи транзисторов по току в схеме с общей базой.
Подставляя в эту формулу общеизвестную аппроксимацию частотной зависимости
коэффициента а, получим следующие выражения для эквивалентной индуктивности Ьэ и активного сопротивления Яэ в последовательной схеме
замещения :
=
Ла
(1 + ао)2 +
■/а-
Рис.1
где а0 и /а низкочастотные значение и граничная частота коэффициента а; /- текущая частота.
Добротность эквивалентной индуктивности
2п/ • 4
я
л
Исследуя добротность Q на экстремум по аргументу ///а , получим, что максимальная добротность
я
а0
л/(1 -а)(1+ао)'
2
Аналогичные выражения получены в [2] для индуктивного транзистора. Это позволяет заключить, что исследуемая схема является комбинацией двух индуктивных транзисторов, в которой удачно решена проблема питания транзисторов по постоянному току.
Если, например, а0=0,99, то Qм=7 на частоте/=0,143/а.При а0=0,9 , Qм=2 на частоте /=0,45/а . Видно, что чем выше а0 , тем ниже частота , на которой добротность максимальна. При /а=400МГц , что реально для планарных транзисторов интегральных микросхем, то частота, на которой добротность максимальна ,составляет (56-180)МГц. Следовательно, описанный индуктивный транзистор можно рекомендовать для использования на повышенных частотах по сравнению с устройствами , приведенными в [1]. Однако наличие в формулах компоненты (1-а0) свидетельствует о низкой режимной и температурной стабильности активного сопротивления и добротности эквивалента.
В случае неиспользования нижнего источника тока в схеме можно получить эквивалент заземленной индуктивности.
Для схемы , приведенной на рис.2, при С1=С2=С, Я1=Я3=Я, а1=а2=а импеданс между клеммами а-б описывается выражением
= 0,5Я2
1 -а + -
2(1-а) +
Я_
ХГ
г
я
1 -а + -
1 + а +
V X,
я
XI
С '
2
где ХС=И]о с , о =2п/.
На низких частотах , когда оЯС<<1 и а-^1, ЯС „ (оЯС )2
Ьз = - я2^г;
Яэ = - Я2
2 ’ “э 2 4
Видно, что схема позволяет получать отрицательную индуктивность, не зависящую от частоты на низких частотах. Модуль отрицательного активного сопротивления на низких частотах с ростом частоты возрастает. Для компенсации отрицательного Яэ к одной из клемм (а или б) следует подключить компенсирующий резистор ЯК с номиналом , большим, чем | Яэ | .Тогда добротность эквивалентной индуктивности
2п Аьэ
Q
ЯК - Яэ
Отрицательный знак эквивалентной
индуктивности подтверждают и машинные расчеты.
На рис.3 приведен годограф импеданса между
клеммами а-б при Я=200 Ом, Я2=500 Ом, С=22нФ , а=0,9. Расчеты проводились с учетом частотной зависимости коэффициента а.(транзисторы КТ315 и КТ361).
С другой стороны, представляя импеданс между клеммами а-б последовательно соединенными Яэ емкостью Сэ , получим , что при юЯС<<1 и а-^-1
2
Яэ описывается тем же выражением, а .Видно , что емкость Сэ на
с
низких частотах с ростом частоты уменьшается.
Уникальность схемы, приведенной на рисунке 2 , проявляется в возможности реализации на ней генератора пачек импульсов. Для этого к клеммам а-б следует подключить последовательный колебательный контур ЬКСК - единицы мкГн , Ск
- сотни , тысячи пФ), а в коллекторную цепь транзистора УТ2 - первичную обмотку высокочастотного трансформатора, со вторичной обмотки которого снимается выходное напряжение. Огибающая выходных радиоимпульсов (рис.4) -
релаксационные колебания за счет емкости ск , а частота заполнения радиоимпульса определяется величинами Сэ и Ьк . Уменьшение величины емкости Ск уменьшает период огибающих импульсов и не влияет на частоту заполнения радиоимпульсов.
Вёп.3
Веп.4
1. Негоденко О.Н., Генте М.Ю. Эквиваленты незаземленной индуктивности на конверторах импеданса//Известия ТРТУ.-1995.№2.- с.56-59.
2. Прозоровский В.Е., Колесов Л.Н., Семенцов В.И., Афанасьев К.Л. Анализ некоторых параметров индуктивного и реактивного транзисторов// Известия вузов СССР- Радиоэлектроника.- 1963.- т.6.- № 6.- с.616 - 622.
