Главная  Носители тока 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [ 62 ] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

где gmo - средняя крутизна, а g, - крутизна преобразования. Шум стока теперь можно представить источником тока Vn-ikTgjnaAf, включенным параллельно выходу; здесь Пг - множитель порядка единицы для смесителей на ПТ с р-п переходами и может быть несколько больше единицы в смесителях на МОП ПТ. Поэтому при преобразовании на основной частоте шума стока можно характеризовать эквивалентным шумовым сопротивлением смесителя Rnm, которое определяется соотношением

4kTRrnA\-irn\ = 2-47тЛ. откуда /? (У=/? (-)\ (8.34)

gmo \ gml / Y Вт.\ J

Так как gmi<gmo и /?то=П2/77го-.шумовое сопротивление этого прибора, используемого в качестве ВЧ усилителя, заключаем, что смеситель на ПТ имеет более высокое шумовое сопротивление, чем соответствующий ВЧ усилитель.

Таким образом, мы имеем эквивалентную схему, изображенную на рис. 8.3. Мы здесь ввели также шум ре-

-m-гтг^

Т Т Т Т ]

Рис. 8.3. Эквивалентная схема смесителя на полевом транзисторе,

5 =Го.

зонанснои проводимости цепи gc, поскольку иногда его необходимо учитывать. Предполагается, что входная емкость прибора компенсируется при настройке. Тогда имеем

4fe7(g, -bge-bn,ggo) Af

ikTRnAf, (8.35)

S (gs +gc+ ggo)

так что коэффициент шума можно записать в виде

gs gs



Это выражение справедливо и для ВЧ усилителя, с той разницей, что шумовое сопротивление смесителя Rnm должно быть заменено шумовым сопротивлением Rno, которое несколько меньше. Таким образом мы заключаем, что коэффициент шума смесителя несколько больше, чем коэффициент шума соответствующего усилителя ВЧ. Не представляет труда обеспечить минимальный коэффициент шума соответствующим выбором проводимости источника gs.

Коэффициент шума можно несколько уменьшить при помощи ВЧ обратной связи с выхода на вход (подробности см. в статье Окамото и Ван дер Зила [112]).

Г. Шум в смесителях на биполярных транзисторах

Обсудим сначала смеситель на транзисторе с общим эмиттером. ВЧ эквивалентная схема транзистора показана на рис. 6.3,6; эквивалентная схема смесителя легко получается путем применения приемов осреднения, использованных в п. А. Пусть крутизна прибора gm{t) равна

gmit) = gmja-i-2gmi cos apt + (8.37)

где gmo - средняя крутизна, а gt - коутизна преобразования. Выходной источник шумового тока в ВЧ усили-теле характеризуетсл величиггай V2glcf =У2k7gmf,

где gm - низкочастотная крутизна прибора, что справедливо и для источника выходного шума смесителя при

gm = gmO.

Входная проводимость ,ВЧ усилителя Кье= Г/Ье + Р^ье.

где RbeCbe=il(2Tif практически не зависит от условий работы в широком диапазоне токов. Следовательно, входная проводимость смесителя будет состоять из сопротивления Rbeo и емкости Сьео, сосдинеьшых параллельно, где /?ьеоС ьео= 1/(2ч1/з). ВХОДНОЙ шум ВЧ усилителя

момет быть представлен источником тока1/27 А /ье . включенным параллельно Rj,; следовательно, для смесителя входной источник шумового тока характеризуется

величиной** \/2kTAf/Rj,eo. Поскольку в- ВЧ усилителе входной и выходной шумы весьма слабо короелиоованы, мы пренебрежем корреляцией в смесительной схеме вооб-

Это не совсем точно вблизи частоты среза транзистора.



ще. Наконец, введем эквивалентное шумовое сопротивление смесителя Rnm определив его из соотношения AkTRnmAf-gl, 2kTg,Af, откуда

Поскольку Rno=l/{2gmG)-шумовое сопротивление соответствующего ВЧ усилителя и gmi<gmja, делаем вывод, что смеситель имеет более высокое шумовое сопротивление, чем ВЧ усилитель. Мы, таким образом, полу-

Рис. 8.4. Эквивалентная схема смесителя па биполярном транзисторе с общим эмиттером, 7 =Го.

ЧИЛИ эквивалентную схему смесителя на биполярном транзисторе с общим эмиттером (рис. 8.4). Находим

так^что коэффициент шума равен

{Rs + rb)-\-XS

AkTRmAf,

RbedRs

<oCuoR%

(l+u)C ).

I ben Ьей'

(8.39)

(8.40)

Мы должны теперь выбрать Rs и Xs такими, чтобы F достиг минимальной величины. Дифференцирование F




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [ 62 ] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74