Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Микроминиатюризация элементов радиоэлектронной аппаратуры

..pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.88 Mб
Скачать

/у >

(0,4 -f- 0,5) мА. При меньших управляющих

токах значи­

тельная зависимость сопротивления ключа от / у

позволяет, на

наш

взгляд, реализовать ключи с регулируемым

сдвигом фаз

в таких пределах, в которых допускается изменение модуля пе­ редаточной функции.

Выводы

1.При токах управления, превышающих 0,5 мА, коэффи­ циент передачи превышает величину 0,9 В средней части час­ тотного диапазона (рис. 8). Этот управляющий ток практиче­ ски в пять раз меньше тока, необходимого для получения та­ кого же коэффициента передачи на транзисторах КТ-307.

2.Оптимальным с точки зрения получения высокой повто­ ряемости параметров ключа и обеспечения высокой плотности элементов следует считать ток управления 1 мА (т. е. 0,5 мА на каждый транзистор). В этом случае (при £ = 3 В) число клю­ чей на подложке не должно превышать 10, что более чем в два раза превышает число ключей на КТ-307.

3.Высокую повторяемость фазового сдвига следует ожидать на низкоомной резистивной нагрузке (200—300 Ом). При этом следует ожидать ! 3 1=0.85-1-0,9.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. А н и с и м о в

В. И., Г о л у б е в

А. Г. Транзисторные модуляторы.

М., «Энергия», 1964.

 

2. Г о л у б е в

А. Г. Интегральный

прерыватель. Электронная техника.

Сер. V I . Микроэлектроника. Вып. 3 (18), 1969.

УДК 621.396.666.018.78

В. М. Волков, А. А. Иванько

АНАЛИЗ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ АТТЕНЮАТОРАХ

На примере

управляемого

аттенюатора

ѵнр-і-п дио­

дах

представлен

метод решения задачи о нестационарных

процессах амплитуды и фазы

в линейных

параметриче­

ских

цепях.

 

 

 

Для регулирования коэффициента усиления приемного тракта широко применяют управляемые аттенюаторы (УА), содержащие различное число управляемых нелинейных эле-

71

ментов (УЭ). Они могут быть построены по различным схемам: последовательным, параллельным, комбинированным и мосто­ вым.

В качестве УЭ применяют полупроводниковые диоды, уни­ полярные и биполярные транзисторы. Упрощенная схема ком­ бинированного УА с двумя диодами изображена па рис. 1.

Рис. I

Известно, что полупроводниковый диод может быть пред­ ставлен параллельным соединением двух нелинейных элемен­ тов Ra и Сд . Учитывая, что коэффициент передачи УА регули­ руется при малом уровне входного сигнала, считаем УА ли­ нейным.

Изменение коэффициента передачи УА реализуется изме­ нением параметров нелинейных элементов с помощью регули­ рующего тока или напряжения. При этом эквивалентные пара­ метры диода меняются во времени по закону изменения регу­ лирующего тока / р (по экспоненциальному закону).

Подадим на вход УА скачок радионапряжения

«вх = UMBS sin (at + -1») •

(1)

Если УА собран на р-і-п диодах, то при уменьшении коэф­ фициента передачи емкость диодов останется неизменной, а проводимость изменится по закону, изображенному на рис. 2.

Для решения задачи о нестационарном процессе амплиту­ ды и фазы в рассматриваемом УА составим его дифференци­ альное уравнение:

«вых {С, + Сг) + " в ы х (gl + gi) = «вх С, + и 8 Х g t .

(2)

При подаче на вход УА сигнала (1) выходной сигнал мож­ но представить в виде:

72

"В ых -•= U m m (0'sin [tot -f а (/)] ,

(3)

где

^тпых (О амплитуда выходного сигнала; а (/) — фаза выходного сигнала.

 

 

 

 

Рис. ?

 

 

В общем случае

 

 

 

 

 

 

 

7. (t)

=

-ь f

« + «! (/) .

 

(4)

Здесь

 

 

 

 

 

 

 

? — постоянная фазовая ошибка УА;

 

 

а, (^) — вариация фазы сигнала на выходе.

 

 

 

lim а, (0 = 0 .

 

(5)

Для решения дифференциального уравнения (2) с двумя

неизвестными U m B K X ( t )

и

a (t)

представим

(1) и (4) в виде-

н вх

=

^отвх cos à sin K>t~\- UmBX

sin

ф cos <ot=k

sin wt-\-1

cos cof ; (6)

« e u x

=

^ ш в ы х ( 0 Cosa (^) sin bit + Umnu% (t) sin a ( 0 COS <ùt =

 

 

= яг (г1) sin ш£ - f /г (0 cos ыг1 .

(7)

Подставим (6) и (7), а также их производные в дифферен­ циальное уравнение (2) :

m (t) sin at + m (t) и cos со^ - f n [t) cos Ы — n (t)<a sin <o£-j-

+ [m (t) sin Ы + n (t) cos at] {bx -f- b2

e T

j _

cos (at—

] = &<oib3

— /ш b3 sin (ùt - f Âb4 sin ut i

lb4

cos o>£ ,

(8)

73

где

b +b с

~

g . + g 2 +

4 .

<ѴГ.

<Ѵ-І

 

- - f .

1 4

- e

С, 4- С,

'

С, + С,

С

*

0 4 ~ с, + с,

Уравнение (8) преобразуем к системе двух линейных диф­ ференциальных уравнений, для чего выпишем коэффициенты при m и п соответственно

 

 

m

+ /

) (7)

яг

=

<о/і +

Z7., ,

(10)

 

 

/г 4

"

 

 

+ /"з .

 

 

=

м т

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

F, (t) = bt

+ b2e

-• ;

 

 

 

 

 

 

Fi^'kbt-

labt;

 

 

 

 

 

 

(H)

F3 =

Ibi

4- &ш ô3 .

 

 

 

 

 

Введем

обозначения:

 

 

 

 

 

 

w

 

U(o/

 

 

 

 

V0

 

 

m o

 

 

 

 

 

о

 

ш \

 

/ /=•„

° - l X J

 

 

e

- l .

: . ô

j

:

тогда система (10) примет вид

 

 

 

 

 

 

Z

(t)

+

A (/)

Z (/)

=

£ Z (t)

i

D .

(13)

Наряду с системой

(13)

 

рассмотрим

систему

 

Z

(t)

+

A

(t)

Z (t)

=

\iBZ

( 0 4-

D ,

(14)

где 0 < p- <

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение системы

(14) ищем в виде

 

 

 

 

 

 

 

Z(t)

=

V

n ' Z , ( 0 .

 

 

(15)

 

 

 

 

 

 

( =0

 

 

 

 

 

 

74

Подставляя

(15)

в систему (14),

получаем

 

 

 

£ v.1 Zt Ц)

+ A

(t) £

ц< Z{

(t)

= ѵ.В £ Zt

(t) +

D.

(16)

i=0

 

 

 

 

/=0

 

 

 

Приравняв

в уравнении

(16)

коэффициенты

при

ц

с оди­

наковыми степенями, получим систему для определения чле­

нов

ZL{t) (/ = 0,

1,2,...)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z0(t)

 

- Ь Л ( 0 Z0(t)

=

 

D,

 

 

 

 

 

 

 

 

z, (/)

;- л (/) z, ( о =

z? z 0

( 0

,

 

 

 

 

2 . ; ( 0 + Л ( о г 2 ( 0 = ^ , ( / ) ,

 

 

( ) 7 )

 

 

Z,(t)

 

+ A

(/) Z , ( 0

=

BZ,

{

(t)

,

 

 

Начальные условия системы

(17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zl (0)

= о.

 

 

 

 

 

 

 

(18)

Определим

нулевое приближение

(Z0(t))

 

из

первого

урав­

нения системы

(17)

при условии

(18):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z0

(t) = е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(19)

Подставляя

Z0 (/)

во второе уравнение

системы

(17)

и т. д.

и учитывая нулевые начальные условия

(18),

получаем:

 

 

 

 

 

 

t

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zi ( 0

-

е

 

 

 

 

ß

Z 0

( 0

tfx

 

 

 

 

 

 

 

'

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(20)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z, (0

=

e

 

 

 

 

5

Z,_,

(t)

dx

,

 

Полагая теперь в (14)

1,

получаем

исходную систему

(13),

а ее решение в виде

ряда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

 

 

 

 

 

Z{t)

=

£

Zt{t).

(21)

 

 

 

 

 

 

 

i = 0

 

 

 

Следуя

работе [1], можно доказать сходимость

полученного

решения. Скорость сходимости

ряда (21) больше, чем ряда

 

 

 

 

 

 

Д/яі

 

 

(22)

 

 

 

 

 

{m

 

1

-

Л/,)

 

 

 

 

 

1) !

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 и (/)

j <

Л7 !

< со

;

 

 

 

 

 

 

 

,

 

t

 

t

 

 

 

 

û{t)

=

г.

>

- I

A(t)dt

£ A(i)da

S,|

dt ;

 

\

0

 

É

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

о

 

 

 

 

 

 

 

 

номер первого члена остаточного ряда.

Определив из решения

(21)

неизвестные n(t)

и m(t), мож­

но найти величину амплитуды и фазы выходного сигнала по формулам:

^ т В ы х ( 0 = V

m*

(t)

+ n* (t)

;

/ л

"

О

( 2 3 )

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Р и з у н В. И. Об одном методе исследования САР с переменными параметрами. «Автоматика и телемеханика», № 10, 1969.

УДК 621.374.3

А. П. Максин

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В МИКРОМОЩНОЙ ВЕНТИЛЬНОЙ СХЕМЕ НА ТРАНЗИСТОРЕ

И статье рассмотрены нестационарные явления в вен­ тильной схеме, выведены расчетные формулы времен пе­ реключения, получена формула для расчета времени пас­ сивного рассасывания.

Вентильная схема (рис. 1), реализующая операцию логи­ ческого умножения, может работать как в импульсном, так и

в потенциальном или потенциально-импульсном

режимах. Вре­

менные диаграммы для импульсного режима

работы

показа­

ны на рис. 2. Как видно из эпюр, выходной импульс

с/ В Ы хі .2

появляется лишь при наличии рабочего Uixi

и управляюще­

го UBX2

импульсов одновременно. При появлении только ра­

бочего

импульса транзистор открывается и насыщается, а с

приходом только управляющего импульса транзистор работает как пассивный трехполюсник. В обоих случаях на выходе по­ является сигнал помехи UBMXl и и в ш 2 .

Рис. 1

 

 

 

Ниже рассматриваются переходные процессы

в схеме для

случая воздействия только рабочего импульса

£/В З Е 1 , причем

будем считать, что длительность

входного сигнала ^ и . в х і

соиз­

мерима с эффективным временем

жизни носителей в базе.

С приходом рабочего импульса транзистор открывается и

переходит в режим насыщения, при этом формируется

фронт

включения 1{ЛК В дальнейшем в течение времени

Г и в х і

77

происходит накопление избыточных носителей. С окончанием рабочего импульса начинается процесс рассасывания носите­ лей из базы. Отличительной чертой этого процесса является то, что рассасывание носителей происходит при отсутствии внеш­ них напряжений, т. е. наблюдается так называемое пассивное рассасывание за счет рекомбинации и диффузии носителей за­ рядов в течение времени tv. При этом во внешней цепи течет

Рис. 2 -

постоянный ток, вызываемый разностью потенциалов, возник­ ших на обоих переходах при накоплении заряда в базе. Так как напряжения на переходах U(K и с7й э при рассасывании убывают по почти линейному закону [2], то разность потенциа­ лов в течение времени и, следовательно, ток во внешней цепи

остаются постоянными. После наступления

равенства U6K

— О

(при коллекторном

рассасывании) или ІІбъ

0

(при эмиттер-

ном рассасывании)

происходит окончательная

эвакуация

из­

быточных носителей из базы, при этом формируется фронт вы­ ключения транзистора .

Произведем качественный анализ каждого из этапов пере­ ключения в отдельности, для чего воспользуемся методикой непосредственного решения уравнения диффузии с учетом ограничений, аналогичных указанным в работе [I].

78

ФОРМИРОВАНИЕ ФРОНТА ВКЛЮЧЕНИЯ (<П

Для нахождения времени вхождения транзистора в режим насыщения необходимо решить уравнение диффузии

д-р (х,

t)

р

(х,

t) -

р„

 

 

 

ар

( х ,

/ )

(1)

дх>

 

 

ч

 

 

D„

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с граничными условиями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

др

(х,

t)

 

 

 

U„

 

 

 

 

 

 

 

 

дх

 

 

(l~-a)R6qSD„

 

 

 

 

 

 

 

 

р (х,

0 | ^ , ѵ /

=

О

 

 

 

 

 

и начальным условием

 

t) |,=о

=

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

р

(х,

рп

,

 

 

 

 

D„

-

коэффициент диффузии

дырок

в области базы;

q

 

диффузионная длина дырок;

 

 

 

 

 

— з а р я д электрона;

 

 

 

 

 

 

 

5 — площадь эмиттерного и коллекторного

переходов;

W — ширина базы;

 

 

 

 

 

 

 

 

рп

— равновесная

концентрация дырок в базе;

 

ІУтШ

— амплитуда рабочего импульса.

 

 

 

 

На основании метода Фурье решение уравнения

(1) может

быть представлено в виде степенного

ряда

 

 

 

 

Pi (X>

t) = Pn +

 

 

 

 

 

th

W

 

 

 

(1 - «)R6qSDp

 

L

 

 

— p. sch

 

w

ch

x

,

i

 

U т в х і

 

s h

 

 

 

 

L„

~vL"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(l-x)R6qSOp

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

U„

 

qSDp X

 

 

+

II)

W

 

1)к '«кР„

-

(l

_ a) R6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

cos

).K x

exp

 

 

 

 

 

 

00

Как показано в работе [1], можно ограничиться

 

нулевым

приближением. С учетом этого получаем

 

 

 

 

 

79

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ