[Evgeni 0]

Добрый день. Не могу разобраться с выходным сопротивлением транзистора, а именно откуда оно берется.

Если предположить что параметр S22 измеряется подачей сигнала в порт 2.

Как увидеть это сопротивление на эквивалентной схеме?

[UART 14]

выходное сопротивление транзистора зависит от уровня приложенного напряжения к pn переходу и паразитных элементов и частоты сигнала.

вы можете его примерно посчитать для одной частоты зная все номиналы эквивалентной схемы выше. 

либо брать модель транзистора и ее моделировать. 

вы можете преобразовать эту схему и смоделировать ее как фильтр. 

первое сопротивление (импеданс) будет сильно зависеть от Ld+Cpd потом от Cds+Ls ну и параллельно Cgd+Cgs (зависит от тока) и замкнет это все все Cpg 

сопротивлениями Rd, Rs можно пренебречь - они ооооочень малы (микроОмы?) 

Если брать Rg - я так понимаю это сопротивление затвора (должно быть очень большим ГОм).

Надо вспомнить что такое Rfd, Rfs 

 

 

Изменено 13 ноября, 2023 пользователем UART

[Evgeni 0]

4 часа назад, UART сказал:

выходное сопротивление транзистора зависит от уровня приложенного напряжения к pn переходу

Да это логично, но производитель дает S параметры на транзистор из которых можно составить цепи согласования и узнать входной и выходной импеданс. Тогда что то не сходится. Ведь ни где не указывается какой мощностью на порту было произведено измерение.

[Evgeni 0]

Вот собрал схему усилителя на 100 МГц. Первый порт на базе подает мощность 0 ДБм. Второй порт на выходе равен так же 50 ом. Видим амплитуду на коллекторе около 1В(синий график). Так же моделируются S параметры(Красный график) и видим на частоте 100 МГц выходной импеданс транзистора равен 43.4 - J2.26 Ом.

Теперь второй вариант. Порт 2 на коллекторе делаем 5 Ом.

Видно что теперь амплитуда на коллекторе упала до 0,15В(что логично), но выходной импеданс остался неизменным. Что то тут не сходиться

Откуда берется импеданс 43.4 - J2.26 Ом тогда?

Откуда берется импеданс 43.4 - J2.26 Ом тогда?

Кстати пробовал изменять мощность первого порта, тоже не меняется выходной импеданс

[Evgeni 0]

Кстати интересный момент. Максимальная мощность передается в порт 2(нагрузка) только если он равен 43.4 Ом, как раз равному тому самому выходному импедансу транзистора, не зависимо от мощности возбуждения

5 часов назад, UART сказал:

выходное сопротивление транзистора зависит от уровня приложенного напряжения к pn переходу

Получается что не совсем так?

[Boriskae 1]

On 11/14/2023 at 12:36 AM, Evgeni said:

Да это логично, но производитель дает S параметры на транзистор из которых можно составить цепи согласования и узнать входной и выходной импеданс. Тогда что то не сходится. Ведь ни где не указывается какой мощностью на порту было произведено измерение.

Скорее всего измеряемый транзистор работает в классе A или AB, а уровень мощности на порту подбирается таким образом, чтобы не заходить в нелинейную область. 

[UART 14]

9 часов назад, Evgeni сказал:

Кстати пробовал изменять мощность первого порта, тоже не меняется выходной импеданс

модели всегда упрощенные, тем более для обширной аудитории инженеров. 

частота сигнала у вас 100 МГц - это весьма низкая частота чтобы видеть зависимость импеданса от напряжений так сильно.

для такой частоты вы можете даже не учитывать паразитные емкости и индуктивности. Они ооочень малы и 100 МГц их просто не заметит.

для 100 МГц паразитные индуктивности и емкости будут в разряде 30пФ и 100нГ чтобы как-то видеть их влияние на импеданс...

я то думал у вас там частота.... а тут всего 100 МГц. 

ради интереса сделайте 5 ГГц -10 ГГц и посмотрите как ведет себя схема.

 

Изменено 14 ноября, 2023 пользователем UART

[V_G 8]

1. S-параметры - малосигнальные параметры, потому мощность должна быть минимальной. До некоторого порога (входа в нелинейный режим) S22 не будет зависеть от мощности.

2. Однако S-параметры зависят от режима по постоянному току, потому они должны указываться для какого-то конкретного значения тока стока. Для маломощных обычно пишут для 5, 10, 20 мА.

[Evgeni 0]

3 часа назад, V_G сказал:

Однако S-параметры зависят от режима по постоянному току

Это так, отсюда следует вывод что и выходной импеданс зависит от режима по постоянному току а не от входной мощности. Речь разумеется идет о линейном режиме

 

3 часа назад, V_G сказал:

До некоторого порога (входа в нелинейный режим) S22 не будет зависеть от мощности

Но при работе каскада смещение постоянно меняется входным сигналом относительно рабочей точки. Соответственно изменяется и выходное сопротивление транзистора. Какое же тогда выбирать? Что то среднее? 

Выходное сопротивление транзистора это оно?

Его мы должны согласовать с нагрузкой?

[Evgeni 0]

3 часа назад, UART сказал:

для такой частоты вы можете даже не учитывать паразитные емкости и индуктивности

На 100 МГц мы уже видим что выходной импеданс уже имеет емкостную составляющую. Значит уже достаточно влияет

3 часа назад, UART сказал:

модели всегда упрощенные, тем более для обширной аудитории инженеров. 

Модель довольна точна, S параметры при моделировании совпадают с S параметры которые предоставляет производитель

[V_G 8]

47 минут назад, Evgeni сказал:

Выходное сопротивление транзистора это оно?

Да, это оно на картинке. Только там приведены выходные характеристики биполярного транзистора, а вы спрашивали про полевой (судя по обозначениям на эквивалентной схеме). Хотя суть выходных характеристик не меняется

[Evgeni 0]

4 минуты назад, V_G сказал:

Да, это оно на картинке.

Т.е. его необходимо согласовать с нагрузкой?

[Evgeni 0]

В общем для ясности, нужно рассчитать усилитель в линейном режиме класс А. Имею только S параметры от производителя, возможно ли его спроектировать только с помощью S параметров? Как найти импедансы по входу и выходу что бы правильно его согласовать?

[UART 14]

29 минут назад, Evgeni сказал:

Как найти импедансы по входу и выходу что бы правильно его согласовать

вообще для этого есть векторные анализаторы цепей, потому что реальная схема будет иметь кучу паразитных элементов.

обычно импеданс согласовывают с помощью LC элементов подводя импеданс как можно ближе к 50 Ом. 

зная только S-параметры можно в вашем же ПО согласовать его. 

 

для вашего импеданса 43.4 - J2.26 можно так согласовать  

но это теория, то есть реальные паразитные составляющие тут не учитываются поэтому номиналы нужно на практике подбирать

 

 

 

 

Изменено 14 ноября, 2023 пользователем UART

[Evgeni 0]

18 минут назад, UART сказал:

потому что реальная схема будет иметь кучу паразитных элементов

Да согласен, но реальная схема будет смоделирована в EM симуляторе Microwave Office и будет учитывать все с эти проблем нет.

 

18 минут назад, UART сказал:

зная только S-параметры можно в вашем же ПО согласовать его.

Так как же? Вы же писали сами что:

"выходное сопротивление транзистора зависит от уровня приложенного напряжения к pn переходу" т.е. грубо говоря от входно мощности

Но я то понятия не имею какую мощность подводил производитель при измерении S параметров.

Получается что если подам больше мощности на вход то выходное сопротивление уже будет другое?

Мне нужно получить максимальную мощность с транзистора в линейном режиме с максимальным усилением.