CCF20090228027

«

środek okręgu I~_L

gdzie

f= (r„JP,z,„)/(Ps»,/Psi_V) = p,z»A^{g p}sv‘)

Przyjmując, żc

Pmwc = k To B,    F~ P_szk,J(G k T₀ B)

(moc dysponowana szumów termicznych generowanych w rezystancji źródła sygnału przy iegap. absolutnej T₀, w paśmie B) dochodzimy do drugiej definicji /r jaka stosunku całkowitej mocy szumów wydzielanej W rezystancji obciążenia do tej części tej mocy, która pochodzi od szumów termicznych generowanych w rezystancji źródła.

Parametry szumowe tranzystorów

Zależność współczynnika szumów tranzystora od admitancji źródła lub współczynnika odbicia źródła:

F =F_m!„ + R„ [ (G_s - Gs+(£.,- B^fy/Gs

f= F_mi„ + 4 r„ | r,- r_sop,\²/[Zż(i -\r,|²)| i + r„_/„|²]

4 parametry szumowe tranzystora to F_mm, R„ , G_sopl, B_sop, lub F„,;„ , R„ , r_s,,,„ = | r_s„_p, |, arg F_jo^ Przykład sposobu podawania informacji o parametrach szumowych przedstawia Tabl.10.1

Tabł.10.1. Parametry szumowe tranzystora MESFET

NE72089A TYPICAL NOISE PARAMETERS

FREO. (GHz)	WFott (dB)	Ga	Foer		Rn/50
		<dB)	(MAG)	(ANG)
1.0	0.60	17.5 1	075	13	0.68
2.0	0.75	14.5	a 73	36	0.58
4.0	1.00	11.5	O.Ef	68	0.42
6.0	1.30	9.0	0.53	100	0.28
8.0	1.70	8.5	0,42	138	0.19
10.0	2.05	7.0	OJ1	175	0.15
12.0	2.50	6.5	0.25	-117	0.25

(Vos - 3 V. los - 10 mA)

Umożliwiają one optymalne wykorzystanie tranzystora ze względu na wartość F_m-_m. Jednak uzyskiwany wówczas współczynnik wzmocnienia tranzystora nic jest maksymalny (jest to tzw. „wzmocnienie stowarzyszone” - associatcd gain G_A). Zależność (P&ę) umożliwia minimalizację współczynnika szumów kaskadowo połączonych dwuwrotników, np. wzmacniaczy zbudowanych na rozmaitych tranzystorach, lub wzmacniacza i miesza cza.

Stabilność mikrofalowych wzmacniaczy tranzystorowych

Zs

Z,.

promień okręgu f,

(S₂₂~ASf,)*

^L IS₂₂l^z~lól²

A ~S,,S₂₂ S_l2.S₂\-

i analogicznie, z odpowiednią zamianą oznaczeń, dla okręgu Fs-Przykład, położenia okręgu stabilności przedstawiono na Rys. j03. Obszar leżący wewnątrz lub na zewnątrz tego okręgu reprezentuje zbiór wartości //„ dla których rozpatrywany układ jest stabilny. W celu rozstrzygnięcia, który obszar reprezentuje stabilną pracę układu załóżmy, że impcdancja obciążenia Z_L jest równa impcdancji odniesienia Z_0: względem której zostały zdefiniowane współczynniki odbicia r, i F_s. Wówczas /j = 0 oraz l^rid = Pili. Jeżeli Pul < 1 to i /Vc| < 1. Punkt 77, = 0 (środek wykresu SmitIPa) należy więc do zakreskowanego zbioru impcdancji obciążenia zapewniających stabilność. W przeciwnym przypadku (przy |ój(| > 1) środek wykresu Smith’a i obszar zakreskowany reprezentuje zbiór impcdancji Z/ powodujących niestabilność rozpatrywanego dwuwrotnika.

lłys.10,3. Okrąg stabilności dwuwrotnika - przykład położenia na wykresie SmitIPa.

W powyższym przykładzie dwuwrotnik jest potencjalnie niestabilny, ponieważ istnieje obszar wartości impcdancji obciążenia prowadzącycłi do niestabilności. Bezwzględną stabilność dwuwrotnika zapewnia sytuacja przedstawiona na Rys.10.(j» (okrąg stabilności leży całkowicie poza polem wykresu SmitIPa lub wykres SmitłPa leży całkowicie wewnątrz okręgu stabilności a obszar wykresu SmitIPa jest obszarem stabilności układu).

Rys. 40^. Obszary bezwzględnej stabilności dwuwrotnika na płaszczyźnie współczynnika odbicia obciążenia //,.

Rys.10.2. Układ do analizy stabilności wzmacniaczy.

Tranzystor lub wzmacniacz (ogólnie - dwuwrotnik) jest bezwzględnie (bezwarunkowo) stabilny, jeżeli

I Pwe\< 1, |ĆVrl <1 przy |Fi| <1, |/jy| < 1

Korzystając z zależności opisującej transformację współczynnika odbicia przez liniowy dwuwrotnik otrzymujemy

l'wnl =

^su +y

P 12^21

IF wyl ^—

^{S22 +} i-r,s₁₁

< 1

.(* *)

Granica obszarów bezwzględnej stabilności jest więc wyznaczona przez równania (XX) (ze znakiem nierówności zastąpionym znakiem równości). Obrazem geometrycznym tych równań na wykresie SmitIPa są t.zw. okręgi stabilności o współrzędnych środków i promieniach danycli zależnościami:

Widać, żc mamy tu do czynienia z dwoma przypadkami:

a)    różnica długości wektorów' c_L i r_Ljcst.wieksza od 1;

b)    różnica długości wektorów r_L i c_L jest większa od 1.

Można to zapisać następująco

l|c/.|-|r,||>1

Wykorzystując powyższe W^ory otrzymujemy t.zw. warunek stabilności K

_K i -|S»l*-|5;g|² + MI² 2|S_la||S_M|

Tranzystory mikrofalowe (lub dwuwrotniki) są więc bezwzględnie stabilne, jeżeli |S_M[ < 1, |S₂₂| < I i K> 1 w pełnym paśmie