Эквиваленты индуктивности на двух комплементарных биполярных транзисторах Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

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.