Стабілізація параметрів транзисторних аналогів індуктивності

СТАБІЛІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ ТРАНЗИСТОРНИХ АНАЛОГІВ ІНДУКТИВНОСТІ

STABILIZATION OF TRANSISTOR ANALOGUES OF INDUCTANCE PARAMETERS

Сторінки: 65-68. Номер: №6.т.2, 2022 (315)   
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-315-6(2)-65-68
Автори:
Олександр ОСАДЧУК
Вінницький національний технічний університет
https://orcid.org/0000-0001-6662-9141
e-mail: osadchuk.av69@gmail.com
Ярослав ОСАДЧУК
Вінницький національний технічний університет
https://orcid.org/0000-0002-5472-0797
e-mail: osadchuk.j93@gmail.com
Денис ДУМЕНКО
Вінницький національний технічний університет
https://orcid.org/0000-0002-4051-9355
e-mail: doomdenny@gmail.com
Olexander OSADCHUK, Jaroslav OSADCHUK, Denys DUMENKO
Vinnytsia National Technical University

Анотація мовою оригіналу

У статті проаналізовано методи стабілізації параметрів транзисторних аналогів індуктивності(ТАІ), визначено їх переваги та недоліки. Розглянуто шляхи реалізації завдяки яким вдається ослабити вплив всіх дестабілізуючих факторів, таких як температура, нестабільність джерел живлення, виробничий розкид параметрів, зміну параметрів внаслідок старіння та інших. Виокремлені універсальні засоби для стабілізація параметрів усіх транзисторних пристроїв. Розглянуті стабілізація робочого режиму на постійному струмі та негативний зворотній зв’язок (НЗЗ) на змінному струмі. Здійснено оцінку режиму нестабільності параметрів ТАІ по величині приросту еквівалентної індуктивності та добротності. Визначена методика при стабілізації параметрів ТАІ, а також пристроїв надвисоких частот, в кожному конкретному випадку описана необхідність вибору допустимої нестабільність робочої точки, здійснення розрахунку нестабільності параметрів, що очікується, після чого задля отримання заданої стабільності введення негативного зворотнього зв’язку по змінному струму. Наведені графіки залежності еквівалентної добротності від температури та графіки залежності еквівалентної індуктивності від температури. Наведено вираз приросту індуктивності у випадку, коли основну дестабілізуючу дію на робочий режим транзистора здійснює зміна зворотнього струму колектора, коефіцієнт передачі по струму, напругу колектор – база, напругу емітер – база, струм емітера. Проведено розрахунок коефіцієнта режимної нестабільності. Розглянуто ефективність стабілізуючих впливів від негативного зворотнього зв’язку на змінному струмі, яка сприяє стабілізації практично всіх параметрів ТАІ. В якості параметра, що характеризує властивості ТАІ при наявності і відсутності зворотнього зв’язку розглянуто індуктивність. Наведено вираз для відносної похибки індуктивності при наявності НЗЗ на змінному струмі.
Ключові слова: параметри; стабілізація; нестабільність; транзистор; ТАІ; сигнал; рівень; НВЧ; робоча точка; змінний струм; зворотній зв’язок; емітер; колектор; база; індуктивність; добротність; навантаження.

Розширена анотація англійською  мовою

The article analyzes methods for stabilizing the parameters of transistor analogues of inductance (TAI), their advantages and disadvantages are determined. Ways of implementation are considered, thanks to which it is possible to weaken the influence of all destabilizing factors, such as temperature, instability of power supplies, production variation of parameters, changes in parameters due to aging, and others. Allocated universal means to stabilize the parameters of all transistor devices. The stabilization of the operating mode at direct current and negative feedback at alternating current are considered. An assessment of the mode of instability of the parameters of the TAI was carried out by the magnitude of the increase in the equivalent inductance and quality factor. A technique for stabilizing the parameters of the TAI, as well as microwave devices, is defined, in each specific case, the need to select the allowable instability of the operating point, to perform the expected calculation of the instability of the parameters, and then to obtain the desired stability, input negative feedback on alternating current is described. The graphs of the dependence of the equivalent quality factor on temperature and the graphs of the dependence of the equivalent inductance on temperature are presented. An expression is given for the increase in inductance in the case when the main destabilizing effect on the operating mode of the transistor is a change in the reverse collector current, current transfer coefficient, collector-base voltage, emitter-base voltage, emitter current. The coefficient of regime instability was calculated. The effectiveness of stabilizing influences from negative feedback on alternating current, which contributes to the stabilization of almost all parameters of the TAI, is considered. Inductance is considered as a parameter characterizing the properties of TAI in the presence and absence of feedback. An expression is given for the relative error of inductance in the presence of NZS on alternating current.
Keywords: parameters; stabilization; instability; transistor; TAI; signal; level; UHF; working point; alternating current; feedback; emitter; collector; base; inductance; goodness; load.

Література

1. Теорія електричних кіл-2. Нелінійні електричні кола. навч. посіб. для студ. спеціальності 171 / В. Я. Ромашко, Л. М. Батрак. – Київ : КПІ імені Ігоря Сікорського, 2020. – 88 с.
2. Осадчук В. С. Генератори електричних коливань на основі транзисторних структур з від’ємним опором : монографія / В. С. Осадчук, О. В. Осадчук, А. О. Семенов. – Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2009. – 183 с.
3. Філинюк М. А. Елементи та пристрої автоматики на основі нелінійних властивостей динамічних  негатронів : монографія /  М. А. Філинюк, О. В. Войцеховська. – Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2008. – 189 с.
4. Функціональні вузли радіовимірювальних  приладів  на  основі  реактивних  властивостей  транзисторних  структур  з від’ємним опором : монографія / В. С. Осадчук, О. В. Осадчук, А О. Семенов та ін. — Вінниця : ВНТУ, 2011. — 336 с.
5. Електроніка і мікросхемотехніка : Підручник  у  т4.  Т. 1. Аналогові та імпульсні пристрої / [В. І. Сенько, М. В. Панасенко, Є. В. Сенько та ін.] – Харків: Фоліо, 2002. – 510 с.
6. Faruqe, M.T. Amin, Active Inductor with Feedback Resistor Based Voltage Controlled Oscillator Design for Wireless Applications / INTL JOURNAL OF ELECTRONICS AND TELECOMMUNICATIONS, 2018, VOL. 65, NO. 1, PP. 57-64
7. Осадчук О. В.  Математичне  моделювання  генератора  НВЧ  на основі транзисторної структури з від’ємним опором / О. В. Осадчук, А. О. Семенов // Вісник Хмельницького національного університету. – 2005. – № 4, Ч. 1, Т. 2. – С. 256–259.
8. Філинюк М. А. Основи негатроніки. Том І. Теоретичні і фізичні основи негатроніки : монографія / М. А.  Філинюк. – Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2006. – 456 с.
9. Diao and Y. Wang and C. Wang and F. Lin and C. H. Heng, VCO Design for Low-Power, High-Efficiency Transmitter Applications, in 2014 IEEE International Symposium on Radio-Frequency Integration Technology, Hefei, China, 2014, pp. 1-4.

References

1. Theory of electric circuits-2. Nonlinear electric circuits. education manual for students specialties 171 / V. Ya. Romashko, L. M. Batrak. – Kyiv: Ihor Sikorskyi KPI, 2020. – 88 p.
2. S. Osadchuk Generators of electric oscillations based on transistor structures with negative resistance: monograph / V. S. Osadchuk, O. V. Osadchuk, A. O. Semenov. – Vinnytsia: UNIVERSUM-Vinnytsia, 2009. – 183 p.
3. A. Filynyuk Elements and devices of automation based on nonlinear properties of dynamic negatrons: monograph / M. A. Filynyuk, O. V. Voytsekhovska. – Vinnytsia: UNIVERSUM-Vinnytsia, 2008. – 189 p.
4. Functional nodes of radio measuring devices based on reactive properties of transistor structures with negative resistance: monograph / V. S. Osadchuk, O. V. Osadchuk, A. O. Semenov, et al. — Vinnytsia: VNTU, 2011. — 336 p.
5. Electronics and microcircuit technology: Textbook in volume 4. T. 1. Analog and pulse devices / [V. I. Senko, M. V. Panasenko, E. V. Senko, etc.] – Kharkiv: Folio, 2002. – 510 p.
6. Faruqe, M.T. Amin, Active Inductor with Feedback Resistor Based Voltage Controlled Oscillator Design for Wireless Applications / INTL JOURNAL OF ELECTRONICS AND TELECOMMUNICATIONS, 2018, VOL. 65, NO. 1, pp. 57-64
7. V. Osadchuk Mathematical modeling of a microwave generator based on a transistor structure with negative resistance / O. V. Osadchuk, A. O. Semenov // Bulletin of the Khmelnytskyi National University. – 2005. – No. 4, Part 1, Volume 2. – P. 256–259.
8. Filynyuk M. A. Fundamentals of negatronics. Volume I. Theoretical and physical foundations of negatronics: a monograph / M. A. Filynyuk. – Vinnytsia: UNIVERSUM-Vinnytsia, 2006. – 456 p.
9. Diao and Y. Wang and C. Wang and F. Lin and C. H. Heng, VCO Design for Low-Power, High-Efficiency Transmitter Applications, in 2014 IEEE International Symposium on Radio-Frequency Integration Technology, Hefei, China, 2014, pp. 1-4.