18 Бесструктурные модели транзистора свч

При расчете и анализе транзисторных схем СВЧ наиболее часто используются два типа моделей: структурная модель, основанная на эквивалентной схеме транзистора, и бес- структурная модель, представляющая собой транзистор в виде эквивалентного четырехпо- люсника.

Преимуществом структурной модели является высокая информативность: эквива- лентная схема позволяет установить связь между ее элементами и характеристиками тран- зистора.

Бесструктурная модель транзистора менее информативна, она строго справедлива лишь на одной частоте. Для определения частотной зависимости параметров транзистора надо провести измерения на разных частотах. Однако бесструктурные модели более досто- верны, поскольку их параметры могут быть измерены значительно точнее, чем параметры эквивалентной схемы. СВЧ транзистор как эквивалентный четырехполюсник может быть описан, например, Y- или H-параметрами, которые обычно используются на относительно низких частотах. Но для измерения этих параметров необходимо обеспечить режимы холо- стого хода и короткого замыкания, трудно осуществимые на сверхвысоких частотах из-за влияния паразитных элементов схемы. Поэтому чаще для описания используются парамет- ры матрицы рассеяния или S-параметры, измеряемые в линиях с согласованными нагрузка- ми, что на сверхвысоких частотах реализуется наиболее просто. Расчет узлов обычно про- изводится с использованием бесструктурной модели транзистора на S-параметрах. При не- обходимости бесструктурная модель может быть дополнена структурной моделью. Обе модели взаимосвязаны: по S-параметрам транзистора, измеренным на нескольких частотах, можно определить (или уточнить) элементы его эквивалентной схемы, и, наоборот, извест- ная эквивалентная схема позволяет рассчитать S-параметры на любой частоте диапазона, в котором эта схема корректна.

19 Устойчивость транзисторных усилителей свч.

Важнейшим условием нормальной работы транзисторного усилителя СВЧ является его устойчивость. Всегда существующие в усилителе внутренние и внешние паразитные обратные связи приводят к тому, что на столь высоких частотах транзистор в значительной степени утрачивает свойства невзаимности, и при определенных соотношениях нагрузочных сопротивлений Z1 и Z2 усилитель может самовозбудиться. Самовозбуждение возможно в случае, когда S-параметры таковы, что активная составляющая входного или выходного сопротивления транзистора становится отрицательной, причем входное сопротивление зависит от его нагрузки, а выходное — от сопротивления источника сигнала, пересчитанного к его входным зажимам. Отрицательному активному сопротивлению соответствует коэффициент отражения, модуль которого больше единицы. Усилитель считается безусловно (абсолютно) устойчивым в заданном диапазоне частот, если он не возбуждается в этом диапазоне при подключении к транзистору любых комплексных сопротивлений Z1 и Z2 с положительными активными составляющими: Если существуют значения сопротивлений Z1 и Z2, при которых усилитель способен самовозбудиться, он Усилители и преобразователи СВЧ 165 является потенциально устойчивым (условно устойчивым, потенциально неустойчивым).