射频英文版翻译.docx

图4的数据表反映的是噪声系数相对集电极电流和源电阻在一个VCE=6V，工作频率为105MHZ的晶体管。从图表可以明显看出，存在着无数Rs、Ic的组合，每个组合为您提供一个指定的噪声系数。例如，下面的一个Rs、Ic的组合将为您提供一个3.5-dB的噪声系数。注意到，对于每个集电极电流值有两个源电阻值与之对应，将提供指定的噪声系数。显然，任何预期的偏置电流或源电阻的变化，都可以大幅度地改变噪声系数。图5是另一套简单的在相同的偏置水平但在不同的频率（200MZ）下测量的轮廓。如果你打算用300MZ的晶体管，并且想知道对于一个特定的噪声系数使用了什么样的偏置电流和源电阻，你将得不到结果。不存在那种频率下的噪声轮廓。图6中，第四页的数据表，是fT随集电极电流变化的曲线图。在曲线的高峰且集电极电流大约为12mA的时候，得到最佳的fT。此图变得更为重要fT的频率接近，当你要挤的设备，你所能得到的每一个最后一点了。这将表明在最佳的集电极电流来操作设备。一旦集电极电流值被定义好，样本设备便可以被相应的偏压，并且它的参数Y或S可别测量，使得设计可以进行。图7，8，9和10是2N5179Y参数随频率变化的图形表示，次测量是在VCE = 6伏和Ic = 1.5毫安的情况下。如果你喜欢设置不同的偏置条件，你将不得不测量你自己的Y参数，因为没有其他数据可以提供。每个图中的纵轴被校准成毫姆。因此，2N5179在200MHZ的输入导纳大约为yi =2.5+j7.5毫姆，这可以有图515A中电路表现出来。记住，正极导纳表示并联电容器 ，而负导纳表示电感。同样，在在200 MHz的晶体管，其输出导纳在图8中可以读出为y0= 0.25 + j1.8毫姆。此输出导纳的等效电路如图5-18所示。晶体管的正向和反向传输导纳在图9和10中给出，分别在数据表上。在第6章中，您将学习如何运用在射频小信号放大器的设计的数据表中给定的Y参数。在数据表上的图11，12，13和15绘制的是在两个不同的偏置电平下晶体管的S参数随频率变化曲线：VCE=6.0V，Ic=1.5mA和VCE=6.0V,Ic=5.0mA。在第五页数据表所示的四个图提供了以极坐标的形式表示的Y参数。从图中心向外的径向距离等于幅度，角度理解为是沿着图的周长的。例如，对于一个VCE=6V，Ic=5mA,工作频率为100MZ的2N5179的S参数为：S11 = 0.65309S22 = 0.84348S12 = 0.0370S21 = 8.2123S21和S12参数是设备的正向和反向增益的数量值。为了求得这个增益值，只需取它以10为底的对数再乘以20. S12(dB) = 20 log10 0.03=30.5 dBS21(dB) = 20 log10 8.2= 18.3 dB从前面的计算，我们可以推断，晶体管输入输出端口的隔振 在30.5 dB是非常好的。另外，当用50欧姆的源电阻驱动，并且用50欧姆的负载终止时，晶体管的增益优于18分贝。注意到，每个增益是作为一个电压增益计算的，实际上，电压和功率增益在这种情况下是相同的，因为输入和输出的阻抗值是相同的（50欧（50欧姆）。 数据表最后一页上的图15是另一个晶体管的输入和输出反射系数图。然而这一次史密斯图被使用。正如本章前面所述，S11和S22是简单的反射系数，可以像其他反射系数一样绘制出来。一旦信息绘制出，设备的输入输出阻抗可直接从表中读出。在图15的图表所显示的有点不同于我们迄今为止在这本书用到的图表。它已经被规范为50欧姆，而不是通常的1欧姆。因此，现在的图表中心代表50 j0欧姆，而不是1 j0。这种图表正规化的类型经常被用于当设计者正工作集中与一特定值的阻抗，在这种情况下，它的值为50欧姆。 在100MHZ，集电极电流为5mA和VCE=6V时，从史密斯图中读书的2N5179的输入阻抗为： Z in = 48 j79 欧姆这说明，在读数的准确性下，在相同工作条件下的S11的极坐标图，可以通过插入验证公式58用于T和ZL的数值求解。总结当谈到晶体管在射频中时，该晶体管与任何其他组件没有什么不同。像其他组件，三极管，也有趋近于高频电压性能的杂散电感和电容。Y和S参数的设计作为一种表现复杂晶体管性能的方法，至少比频率更有效果。制造商通常在数据表的表格中介绍Y和S参数的信息，这应该仅仅作为在任何射频设计任务的一个起点。制造商不可能希望在每一个偏置点和每个可能的电路组态提供Y和S参数的信息。而是，他们通常会试图考虑为这个设备提供一个有代表性的操作条件。然而，不可避免的，当设备提供的数据资料对您要所做的没有任何用处，并且你会发现自己测量的参数和创建自己的数据表以便完成一个设计任务，这样的一天会到来。射频小信号的设计是对于每个问题都有精确解的逐步放大器逻辑过程。如今在市场上有许多“适用于任何你的电路的问题”的书，并且提供的图表(完整零件值)。那就是,一个作者已经设计出的关于已提供操作条件的一系列的电路,它可能满足我们的需要，也可能不满足。尽管如此,这些方案在程序上没有任何的联系，和当他试图让电路适应他所特定的操作条件时，读者已经冷落了。然而，这一章提出了一种相反的方法，在设计过程后会附带详细的每步程序，这样你就可以选择你喜欢的晶体管并且在任何（现实情况下）你想要用他的操作条件下使用它。你不再需要让别人的原理来适应您的需求，而是你将创造出你自己的自制射频放大器并且优化对你个人的应用。我们讲开始一个关于晶体管偏置的简要讨论。我们将探讨一下这双极型晶体管和场效应晶体管(FET).正如在最后一章所示，晶体管的静态工作点对于参数Y和S有很大的影响。所以，晶体管偏置是件严肃的事情并且不应该被轻视。另外，我们将会通过对稳定性（振荡趋势)，增益，阻抗匹配，和一般放大设计的检查转回开始的功率放大器，强调使用参数Y和S作为设计工具。一些定义为了方便这次讨论，让我们先仔细研究这两个用于小信号设计的晶体管。1. 双击型晶体管双极或双极结 晶体管是一个通常用于模拟或数字信号的三接端半导体器件。它是把几部分半导体材料掺在一起形成的，该中心部分被称为晶体管的基极，通过改变基极和发射极的电流，你可以改变发射机和第三极集电极之间的电流，来产生放大信号。 NPN和PNP的电路符号 图6-1.主要分为两种双极性电晶体：PNP型和NPN型。PNP型晶体管为一层N型半导体材料加在两层P型半导体材料之间。NPN型晶体管为一层P型半导体材料加在两层N型半导体材料之间。在P型材料中，电荷主要以缺少电子的空穴的形式存在，在N型材料中，电荷为主要为电子。对于这两种晶体管，在大多数情况下，NPN型被更广泛的使用，因为它提供了更好的表现(例如,允许更大的电流操作更加快速)。例如，图6-2.在晶体管工作时，发射极和基极是正向偏置，基极和集电极之间为反向偏置。当一个正向的电压加在基极和发射极之间时，热扩散和电场的平衡被打破，使得热扩散的电子进入基区内，向集电极底部扩散的电子通过集电极和基极的耗尽层内的电场全部涌向集电极。双极型晶体管的优点和缺点都是相对于场效应管而言的。双极型器件可以高速地转换信号。而且，他们可以被制造加工处理大电流，以作为在音频设备中的高频功率放大器和无线发射机中的使用。另一方面，他们不像FET在弱信号放大和高电路阻抗适用方面有效。注意，对双极晶体管的改进是针对异质结双极晶体管（HBT）。它可以处理高达数百千兆赫兹的高频信号，因此现在普遍使用超高速电路，主要是射频电路。最流行的此类设备之一是硅锗（SiGe）HBT的。因为它和标准的芯片完全兼容，它允许高速电路和复杂的低俗电路整合、。2。场效应晶体管 场效应晶体管或场效应管是一种常用的微弱信号放大的晶体管类型，比如可以用于放大无线信号。像BJT一样，它可以放大模拟和数字信号，也可以用于直流转换或作为振荡器。 FET依靠电场来控制形状，因此，它的路径或通道的导电性在体现在半导体材料中。在操作过程中，沿着一条半导体电流流过的路径称为通道。在一个通道的尽头，有一个电极（源），并在另一端是另一个电极（漏）。该通道的物理直径是固定的，但是其有效电直径随控制集电极的门电压而变化。该门通过创建和消除源极和漏极之间的通道允许或阻止电子通过。在任何给定的时刻的时间，场效应管的导电性由电的通道直径而定。栅极电压的一个小变化可能会导致源极和漏极之间电流的流失，这就是场效应管如何放大信号的过程。 主要有两种类别的场效应晶体管：结型场效应晶体管（JFET的）和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。所有的场效应管（例如，晶体管，MESFET的，MODFETs，和IGBT）除JFET有四个终端（门，漏极，源极和体极/基极）。JEET没有终端。 JFET利用PN结反向偏置分离自体门。它的通道N型半导体（N沟道）或P -型半导体材料构成，而门是由相反的半导体类型。在P型材料中，电荷主要集中于空穴中。在N型材料中 ，电荷载体主要是电子，在JFET中，其结点为通道和门的交界处。，通常，这是PN结反向偏置（直流电压施加于它），使通道之间的门没有电流流过。然而，在一定条件下，在输入信号周期的部分时间内，有小电流通过结点。现在最常用的是MOSFET，它被用于手机到无线基站中的每个过程。MOSEFT的通道可以是N型或P型半导体。图提供