Нелинейные многочастотные режимы малошумящих усилителей СВЧ диапазона на биполярных транзисторах с гетеропереходом

• Автор: Хрипушин, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
1. ФОРМИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ ШУМОВОЙ МОДЕЛИ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА С ГЕТЕРОПЕРЕХОДОМ

1.1 Структура НВТ

1.2 Моделирование биполярного транзистора с гетеропереходом в нелинейном режиме

1.2Л Нелинейная малосигнальная модель НВТ

1.2.2 Расчет параметров эквивалентной схемы нелинейной модели НВТ с помощью модели Гуммеля
1.2.3 Расчет параметров эквивалентной схемы нелинейной модели НВТ с помощью диффузионно-дрейфовой модели

1.3 Собственный шум в НВТ

1.3.1 Основные источники возникновения шумов в НВТ
1.3.2 Нелинейная шумовая модель НВТ. Коэффициент шума
2. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УСИЛИТЕЛЯ НА НВТ
2.1. Теоретический анализ нелинейного взаимодействия интенсивной
сосредоточенной помехи с собственным шумом ТРУ на НВТ
2.2 Анализ усиления сигнала на фоне внешних шумов в нелинейном
режиме ТРУ на НВТ
2.3. Изменение коэффициента шума входного ТРУ на НВТ в нелинейном режиме
3. ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМА РАБОТЫ НВТ С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
УСИЛИТЕЛЯ СВЧ
ЗЛ Влияние напряжений смещения база-эмиттер и коллектор-
эмиттер НВТ на характеристики ЭМС МШУ
3.2 Влияние электрофизических и геометрических параметров НВТ
на характеристики ЭМС МШУ
4. АНАЛИЗ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭФФЕКТОВ И РАСЧЕТ
ХАРАКТЕРИСТИК ЭМС СВЧ УСИЛИТЕЛЯ НА НВТ
4.1 Анализ формирования нелинейных эффектов третьего порядка в СВЧ усилителе на НВТ
4.2 Результаты расчета характеристик ЭМС СВЧ усилителя на НВТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
НВТ - Heterojunction Bipolar Transistor, биполярный транзистор с гетеропереходом.
АХЧ - амплитудно-частотная характеристика;
ВАХ - вольт-амперная характеристика;
ВГДЦ - верхняя граница динамического диапазона;
МШУ - малошумящий усилитель;
РПУ - радиоприемное устройство;
РЭА - радиоэлектронная аппаратура;
РЭС - радиоэлектронные средства;
ТРУ - транзисторный усилитель;
СВЧ - сверхвысокие частоты;
ЭМО - электромагнитная обстановка;
ЭМС - электромагнитная совместимость;
ЭС - эквивалентная схема.

Представление нелинейных элементов зависит от выбранного метода анализа. В работе был использован метод рядов Вольтерра [12], так как он в общей картине нелинейного процесса позволяет определить вклад каждого нелинейного продукта. В этом методе нелинейные элементы должны быть представлены в виде разложения в ряд Тейлора по степеням приложенного напряжения в окрестности рабочей точки:
g(U6з ) = g! + g2 Uбэ + g3 U632 gm (U6, ) = gmi + gт2 U6з + gm3 ' U632
CJUJ = сы +сб,-ибз +сбэ-ибэ2 (1Л)
сбк (Цк6 ) = сш + сбк икб + с6к uj,
ГД® £l э Si’ Si > Srnl’ Sm2’ Sm3 ’ : оэ2 ’ бэЗ’ 6к1’ бЛ’ бкЗ
коэффициенты разложения для крутизны, входной емкости и проходной емкости соответственно; ийэ, и6к - соответствующие приложенные напряжения.
Значение зависимого источника тока базы g(Ufy) может быть определено дифференцированием тока базы 1е по напряжению база-эмиттер при фиксированном напряжении коллектор-эмиттер [63]:
S(UJ = -§2- lucons, U63 + исм Ul + |L, )=MnI( Ul, (1.2)
dU63 2 dU63 6 dU63
Выражение для gm (Utb) будет иметь следующий вид: gm(Ub) = -§ha, ибэ Ul Ul (1.3)
dUв, 2 dU6, 6 db63
здесь
IK - ток коллектора,
Емкость база-эмиттер определяется из заряда, накопленного в переходе база-эмиттер Qô3 :