Карякин методичка для лб

Информационные технологии анализа и синтеза ГВВ

Информационные технологии анализа и синтеза генераторов с внешним возбуждением радиопередающих устройств

В радиопередатчиках генераторы с внешним возбуждением (ГВВ) выполняют разнообразные функции (усиление мощности, умножение частоты, модуляция и др.). В случае выполнения функции усиления мощности генератор с внешним возбуждением называется также усилителем мощности.

Эффективность проектирования определяется степенью формализации постановки задачи, адекватностью перехода от физической модели к математическому описанию элементов техники, а также выбором и разработкой методов, алгоритмов и программ выполнения проектных процедур.

Информационные технологии анализа и синтеза ГВВ

Значительные результаты за рубежом достигнуты в области разработки нелинейных моделей биполярных и полевых транзисторов и создания инструментальных САПР для решения прикладных задач.

В базе данных AWR Microwave Office (AWR MWO) имеются сведения о математических моделях применяемых элементов, в частности, транзисторов, их параметрах.

Математическим моделям транзисторов, описываемых в общем случае системой нелинейных дифференциальных уравнений высокого порядка, соответствуют модели в виде эквивалентных схем и SPICE-параметров.

Ввод SPICE-параметров позволяет переходить к решению системы дифференциальных уравнений, которые описывают динамику работы транзисторов в различных режимах.

Информационные технологии анализа и синтеза ГВВ

Модели биполярных и полевых транзисторов

В базе данных элементов СВЧ инструментальной среды моделирования AWR MWO имеются сведения о моделях применяемых транзисторов, их параметрах.

Модели биполярных транзисторов Рассмотрим модели биполярных плоскостных транзисторов

BJT (Bipolar Junction Ttransistors) и гетеротранзисторов HBT (Heterojunction Bipolar Transistors), которые в настоящее время широко применяются при разработке телекоммуникационных устройств.

Информационные технологии анализа и синтеза ГВВ

Простейшей моделью биполярных транзисторов является модель Эберса – Молла (Ebers-Моll).

Модель Эберса – Молла

транзистора технологии BJT

Информационные технологии анализа и синтеза ГВВ

Модель Эберса – Молла адекватно описывает динамику работы транзистора во многих случаях. Однако она не учитывает инерционные явления, которые возникают благодаря инерционности заряда в базе транзистора.

Учитываются эти важные явления в модели Гуммеля-Пуна (Gummel-Poon), представленной на следующем слайде.

Модель Гуммеля-Пуна иногда называют зарядовой моделью потому, что она описывает ток коллектора как функцию количества заряда в базе.

Информационные технологии анализа и синтеза ГВВ

Модель Гуммеля-Пуна

транзистора технологии BJT

В инструментальной среде AWR MWO, модель Гуммеля-Пуна имеет вид, представленный на следующем слайде.

Информационные технологии анализа и синтеза ГВВ

Модель Гуммеля-Пуна транзистора технологии BJT

в инструментальной среде AWR MWO

(см. Help MWO)

Информационные технологии анализа и синтеза ГВВ

SPICE-параметры, являющиеся составной частью модели Гуммеля-Пуна транзистора в AWR MWO определяются типом выбранного транзистора.

В инструментальной среде AWR MWO имеется библиотека SPICE-параметров для транзисторов BJT.

Кроме того, в сети Internet существуют сайты производителей радиоэлектронных компонентов (NEC, Philips, Motorola), содержащие SPICE-параметры биполярных транзисторов.

Информационные технологии анализа и синтеза ГВВ

Выбранным биполярным транзисторам BJT, исходя из требований технического задания при решении конкретных задач по диапазону рабочих частот, коэффициенту усиления, выходной мощности, собственным шумам, нелинейным искажениям, температурным режимам, помимо модели Гуммеля- Пуна могут соответствовать другие модели, в частности,

модели Mextram, VBIC.

По существу, выбор транзистора, исходя из технических характеристик, автоматически определяет вид модели, которая наиболее адекватно описывает процессы, происходящие в нем.

Информационные технологии анализа и синтеза ГВВ

Модель Mextram транзистора технологии BJT в инструментальной среде AWR MWO

(см. Help MWO)