Главная страница  Транзисторные схемы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

д - коэффициент, величина и структура которого будут уточнены ниже. Показатель степени т в формуле (4-106) лежит в пределах 0,9-1,5, но, как правило, считают т - I, что сильно упрощает расчеты.

Избыточный шум в области коллекторного перехода обусловлен флуктуациями поверхностной утечки. Поэтому он зависит от ширины перевода и тем самым от коллекторного напряжения. В первом приближерии можно считать этот шум пропорциональным [поскольку ширина ступенчатого перехода YOk, см. (2-12)1:

И.кАМрА\Уи-. (4-107а)

-Избыточный шум в области эмиттерного перехода обусловлен флуктуациями поверхностной рекомбинации инжектированных носителей. Поэтому он зависит от уровня инжекции. т. е. от эмиттерного тока. В первом

приближении можно считать этот шум пропорциональным току эмиттера:

------lorlsl-----

I---1

ко

I---!

№------MoV--

Рис. 4-28. Эквивалентная схема идеализированного транзистора. Пунктиром показаны токи - источники дробовых шумов.

(4-1076)

У современных транзисторов избыточные шумы имеют существенное значение только при частотах менее нескольких килогерц. На ча-сттах 10 кГц и выше с ними обычно МОЖНО не считаться.

Теперь покажем, как учитываются шумы транзистора

на его эквивалентной схеме [71]. Возьмем за основу упрощенную схему на рис. 4-12, б исключим из нее сопротивление Гб (поскольку ему свойствен тепловой, а не дробовой шум) и разделим каждый из трех токов на составляющие (рис. 4-28). Смысл такого разделения в том, что каждая из составляющих имеет разное физическое происхождение (инжекция, экстракция, рекомбинация), а в этом случае, как показывает теория, нужно вычислять дробовые шумы раздельно. С электротехнической точки зрения указанные составляющие можно обеспечить источниками тока, подключенными между электродами Э, Б и К, как показано пунктиром на том же рисунке. Согласно (4-104) каждому такому источнику тока должен соответствовать генератор дробовых шумов, подключенный параллельно источнику тока. Кроме того, между электродами Э и Б следует подключить генератор поверхностных шумов 1.9,



а -между электродами Б и /С - генератор поверхностных шумов tnK- Тепловой шум в сопротивлении ле учитывается с помощью генератора шумов ёгб. включенного последовательно-с rg. В результате малосигнальная эквивалентная схема транзистора с источниками шумов будет такой, как показано на рис. 4-29 *. Здесь помимо собственных шумов учтен также тепловой шум в сопротивлении генератора (источника) сигнала R. Параметры шумовых, генераторов на рис. 4-29 имеют следующие значения:

. 4.г4АТ7?,А/: if. б = 46 А/; = [2(1 сс)/,-1-4 А/;

1бк =

(4-108а) (4-1086) (4-108В)

(4-108г)

(4-108Д)

1Тк=2(а/з)Д/.

Коэффициент шума. Уровень шумов в любом четырехполюснике, в том числе в транзисторном, каскаде, можно оценивать величиной коэффициента шума . Коэффициентом шума называется отношение полной-мощности шумов в нагрузке к той части полной мощности, которая обусловлена тепловыми флуктуациями в сопротивлении генератора сигнала:

re б

r-O-re-czn

К -0-I

р (Рш)полн

(4-109)

Рис. 4-29. Эквивалентная схема транзистора с генераторами шумов.

Из такого определения следует, что для идеального нешумящего четырехполюсника (или каскада) коэффициент шума равен единице, поскольку в этом случае шумы обусловлены только сопротивлением источника сигнала, т. е.

{ш)полн (т)г*

* На этой схеме, действительной для переменных составляющих, естественно, опущен генератор постоя иного тока /ко, а эмиттерный диод заменен дифференциальным сопротивлением Гд- Кроме того, принято включение ОЭ, наиболее распространенное на практике, причем в отличие от схемы на рис. 4-24 используется эквивалентный генератор al с тем чтобы сохранить связь с рис. 4-28.

* Этот сравнительный параметр оказывается удобным и наиболее распространен в радиотехнике. В физике полупроводниковых приборов за последнее время считается более информативной абсолютная характеристика шумов с помощью двух эквивалентных шумовых генераторов (э. д. с. и тока), включенных на входе четырехполюсника.. ,



Выведем значение коэффициента шума для простейшей схемы ОЭ, показанной на рис. 4-29. Сопротивление нагрузки для простоты примем идеальным, т. е. пренебрежем его собственными шумами. Тогда все слагаемые полной мощности выходных шумов можно будет представить в форме imRn- После подстановки в выражение (4-109) множитель сократится и коэффициент шума выразится следующим образом:

2] 4 .

(4-110)

т = 2

Здесь ii - компонент тока 1, пропорциональный э. д. с. ё.г, а - компоненты тока /к, пропорциональные э. д. с. е.б и токам других генераторов, показанных на рис. 4-29.

Чтобы определить компоненты t, необходимо учесть действие эквивалентного генератора al. Покажем это на примере компонента ti. Соответствующая эквивалентная схема приведена на рис. 4-30, с, где а - модуль коэффициента передачи

. R

ч) б) в)

Рис. 4-30. Эквивалентные схемы для расчета компонентов полного тока шумов.

Воспользуемся методом суперпозиции. Оборвем сначала цепь генератора a/g. Тогда ток эмиттера будет равен:

ет.1

Теперь, наоборот, закоротим источник э. д. с. е.г, тогда ток эмиттера опре делится выражением

- коэффициент токораспределения показывающий, какая доля коллекторного тока ответвляется в цепь эмиттера.

* Генератор электродвижущей силы т.г как и другие генераторы шумов, не имеет определенной полярности, поэтому принятая на рис. 4-30, а полярность является условной. При обратной полярности изменятся направления токов 7э и ct/g по сравнению с положительными направлениями, принятыми на рис. 4-30, с. Это никак не отразится на значении коэффициента шума, так как он определяется квадратами токов.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.