Tranzystory tetrodowe, takie dziwne elementy

Tranzystory tetrodowe, takie dziwne elementy

r_207_30_2r_207_30_5
Wszyscy używaliśmy tranzystorów bipolarnych n-p-n i p-n-p z trzema połączeniami, ale nigdy nie słyszałem o tetrodach tranzystorowych, dopóki nie zbadałem tego elementu.
Tetrody tranzystorowe mają cztery przewody i występują w różnych odmianach.
Co ciekawe, mają dwa elementy sterujące zamiast jednego, czyli dwa połączenia bazy (b) dla tranzystorów bipolarnych i dwa połączenia bramki (G) dla tranzystorów MOSFET, jak pokazano na symbolach obwodów na rysunku 1.
Przyjrzyjmy się im bliżej i zobaczmy, co je wyróżnia.
Tetroda w elektronice to dowolne urządzenie, które ma cztery aktywne elektrody, ale zwykle termin ten odnosi się do tetrodowych lamp próżniowych, które mają dwie siatki zamiast jednej.
Dodatkowa siatka, zwana siatką ekranu, obniża pojemność międzypłytową w porównaniu z konwencjonalną lampą triodową, co zwiększa zakres częstotliwości lampy.
Tetrody tranzystorowe nie są dokładnym zamiennikiem lamp próżniowych tetrod, ale są również stworzone w celu zmniejszenia pojemności pasożytniczej i zwiększenia zakresu częstotliwości pracy.
Tetroda tranzystora bipolarnego jest wykonywana przez dodanie innego połączenia bazy po przeciwnej stronie krzemu, jak lewa strona na rysunku 2.
Schemat na rysunku 1 pokazuje, jak zbudowany jest tranzystor MOSFET z podwójną bramką.
Dość dużo wspominałem o pojemności, ale dlaczego to ma znaczenie? Cóż, projektowanie wzmacniaczy wykorzystujących dyskretne tranzystory jest zawsze ciągłą walką o uzyskanie wystarczającej przepustowości, wzmocnienia i izolacji wejścia do wyjścia.
Jednym z powodów, dla których może to stanowić wyzwanie, jest efekt Millera i jego wpływ na wzmacniacz.
Efekt Millera występuje, gdy pojemność wejściowa wzmacniacza do pojemności wyjściowej jest wzmacniana przez wzmocnienie wzmacniacza, co następnie zwiększa równoważną pojemność wejściową.
r_207_30_4
We wzmacniaczach tranzystorowych to zwykle pasożytnicza pojemność właściwa tranzystorowi musi zostać pokonana, jeśli chcesz zmaksymalizować szerokość pasma wzmacniacza.
Jednym ze sposobów zminimalizowania efektu Millera jest użycie dwóch tranzystorów do wykonania wzmacniacza kaskodowego, jak na rysunku 3.
Jeden tranzystor jest używany jako wzmacniacz transkondukcyjny, po którym następuje tranzystor buforowy prądu.
Posiadanie dwóch stopni wzmacniacza pomaga zminimalizować efekt Millera poprzez odizolowanie pojemności wejściowej wzmacniacza dolnego tranzystora od stopnia buforowego.
Okazuje się, że tetrody tranzystorowe są doskonałym wyborem dla małosygnałowych wzmacniaczy kaskodowych, które również wymagają szerokiego pasma częstotliwości.
Najpopularniejszym typem tranzystora tetrodowego jest tranzystor MOSFET z podwójną bramką, który ma inne interesujące zastosowania w obwodach RF.
Znane z lat 80. i zajmujące wysokie miejsca w galerii sław RF Design to europejskie serie BF96x/BF98x, a z USA 40673 i 3N211.
Na przykład, prosty mikser FET połączy wyjście lokalnego miksera i wyjście RF do bramki FET przy użyciu dodatkowych elementów, aby odizolować mikser od RF.
MOSFET z podwójną bramką może wyeliminować te elementy izolacyjne, a jego bramki są już odizolowane od siebie.
Tranzystory MOSFET z podwójną bramką działają również dobrze w obwodach automatycznej kontroli wzmocnienia (AGC – automatic gain control), ponieważ można polaryzować jedną bramkę i zasilać sygnałem drugą.
Wtedy napięcie polaryzacji może być wejściem sterującym i sterować ogólnym wzmocnieniem tranzystora.
Nie słyszałem wcześniej o tetrodach tranzystorowych, ale zdecydowanie są one bardzo interesującym i dziwnym komponentem, szczególnie w przypadku ich zastosowań w obwodach RF.
Autor: Neil Gruending

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.