к - к коллектору, б - к базе, i - к внутренней части выводов и О - к внешней части выводов. Для получения хороших характеристик транзистора в СВЧ диапазоне необходимо сильно сократить размеры активной области транзистора (особенно базы) и одновременно максимально уменьшить паразитные емко-

Лааа

Иоллектор

вмиттер

Рис. 8.35. Эквивалентная схема транзистора

сти И индуктивности р-п перехода, корпуса и выводов. Все это связано с большими технологическими трудностями, усложняю-Ш.ИМИ нроизводство транзисторов на высокие частоты и большие выходные мощности.

8.11. УСИЛИТЕЛИ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРАХ

Наиболее расиространенными из полупроводниковых приборов для усиления колебаний .являются входные усилители высокой частоты. В этом случае основными электрнческнм.и требованиями Я1вляются малый коэффициент шума при достаточном коэфф.нц.иенте усиления и широкий диапазоя перестройки частоты.

Регенеративные усилители на диодах. В иачестве примера .на рис. 8.36 и 8.37 приведены конструкции .реге аративны.х усилител.ей на полупроводниковых диодах. Регенеративными усилителями называ.ются устройства, .в .которых эффект усиления получается за счет .введения в колебательный контур отредательного соцротивления. Как было установлено выше, вфф.ектом .отрицательного оопро-тивления обладают туннельные, лаоин.но-пролетные диоды и диоды Ганна. Кро-Me этого, эффект отрицательного соп.ротивления .может быть создан с помощью параметрического диода путем изменения его емкости под действием напряжения высокой частоты. Для устойчивой работы усилителя необходимо, чтобы

отрицательное сопротивление р-п перехода Ri по своей абсолютной величине было меньше общего оопротивления потерь -d/noi. При нарушении этого условия, т. е. при >?пот, такой усилитель пре(враща€тся в генератор. В усилителе на диоде с отрицательным сопротивлением (рис. 8.36) увеличение амплитуды колебаний получается за счет энергии источника смещения (постоянного тока).

г-1 .

Вшад

\ Выход а)

Рис. 8.36. Регенеративный усилитель на туннельном диоде: о -. конструкция:

/ - резонатор; 2 -туннельный днод; 3 - блокирующая емкость; - - подключение напряжения смещения;

б - эквивалентная схема

Усилитель рис. 8.37 представляет собой параметричесний усилитель. Особенностью параметричеокото усилителя является наличие изменяющейся во времени реактивности, функции которой в приведенной конструкции .выполняет закрытый .обратным смещением лдраметрический диод с меняющейся емкостью

Сигнал накачки

Резона-

to ...

ВыхоВ

Входной сигнал Вход

ВыхоВной сигнал

Генератор наначт

Рис. 8.37. Регенеративный .усилитель на иараметричеоном диоде: а - конструкция; б - эквивалентная схем.а

перехода Ci. Поскольку в этом режиме в диоде практически отсутствует ток, обусловленный движевием осителей за)ря1дов через р-п переход, то отсутствуют и шумы, вносимые в усиливаемый сигнал .активным элементом. В силу этих обстоятельств пара1метричеокие усилители находятся среди самых малошумя-Щих. Емкость пара1метрич.еокого диода Ci меняется с изменением подводимого к ней высокочастотного напряжения от !генерато.ра, назьюаем.ого генератором накачки. Усиление сигнала происходит за счет преобразования энергии генератора накачки частотой /в в энерг.ию полеэного выходного сигнала. !Цри язме-

ненга емкости диода в схеме кроме электрических колебаний с частотой подводимых сигналов fc и fs существуют и колебания ряда иомбинационных частот. На практике в качестве выходных используются сигналы с частотой усиливаемого сигнала fc либо с суммарной комбинационной частотой fc+fs, либо с резонансной комбинационной частотой fc-н-

Усилители с повышением частоты fc-f-fn 1всегда устойчивы и не проявляют склонности к самовозбуждению, .а также не реагируют на шумы нагрузки и могут работать йез специальной развязки (циркулятора). Величина усиления такого усилио-еля лропорциовальна отношению (fc+fii)/fc, поэтому большое усиление возможно лишь п,ри большом повышении частоты.

Усилители на разностной частоте fc-fn, как травило, имеют два контура. Один настраивается на частоту сигнала, а другой на разностную частоту. В завиоимости от того, к какому контуру подключено сопротивление лагруэни, двухконтурный усилитель может работать на частоте сигнала fc или на разностной частоте fa-/с.

Если усилители рис. 8.36 и 8.37 имеют частоту выходного сигнала, равную частоте входного, то в этих случаях как и в других подобных, когда входы и выходы непосредственно связаны (совмещены), шум, генерируемый выходной цепью, поступает в усилитель и усиливается так же, как и полезный входной сигнал. Это приводит iK увеличению общего коэффициента шума усилителей.

Чтобы иебежать* увеличения коэффициента шума, раввязывают входы и выходы усилителей с помощью ферритовых вентилей и циркуляторов. Схемы таких усилителей с развязками показаны на рис. 8.Э8.

Резонатор с ТД

Вентиль1

Вентиль 2

Вход

Согласованная нагрузна

Привмнин

Выход

Усилитель на парамвтричеонон диоде 6)

Рис. 8.38. Регенеративный усилитель на параметрическом диоде с развязкой входа и вых-ода:

а - с помощью вентилей; б - с помощью циркулятора

Усилители на транзисторах. В диапазоне СВЧ так же, как и на более низких частотах, в усилителях используются три схемы включения транаистора: с общим эмиттером, с общей базой и с общим коллектором. Усиление на каскад, как правило, получается малым, поэтому используются многокаскадные схемы. Выполняются усилители в гибридно-иитегральных конструвцнях.

Важным достоинством усилителей на транзисторах является устойчивость работы, широкая полоса пропуска,нн-я я возможность работы без циркуляторов и вентилей. Напротив, регенеративные усилители при большом усилении неустойчивы, их полоса, пропускания значительно уже, малый коэффициент шума реализуется только яри использовании вентилей и циркуляторов. Следует отметить, что реализация усилителей на транзисторах для частот выше 10 ГГц пред-