Hi!
Es geht um HF Leistungstransistoren generell, also egal om BJT oder MOS.
In den Datenblättern finden sich die komplexen Impedanzen für Ein- und
Ausgang. Meistens um 1-2R und ein paar +/-j.
Man kann den Ausgangswiderstand grob nach folgender Formel bestimmen
(Ub-Vce(sat))²/2xPo.
Beispiel: LDMOS, 7.5V/6W.
Ausg. Imp. laut Datenblatt: 1.49 + j0.38
Rechnerisch: (7,5-1,5)²/2*6 = ~82R
Der Unterschied ist enorm, und ich frage mich nun, welcher Wert für mich
relevant ist. Zur Errechung von Anpassgliedern, etc.
Besten Dank! :)
Hängt vom eingestellten Arbeitspunkt ab, oder wie stark er
angesteuert wird bei C-betrieb. Zum beispiel bei Eintakt-
A-Endstufe und Kollektordrossel, Betriebsspannung 12V
und 240mA Ruhestrom ist die Impedanz dann 12V / 240mA = 50Ω.
Oder man mißt einfach mit einer einstellbaren ohmschen Last,
wenn die HF-Spannung um die hälfte gesunken ist, dann ist
die Impedanz gleich der ohmschen Last.
Die Ausgangsimpedanz des Transistors ist Frequenzabhängig und ist in der
Komplexen Zahlenebene angegeben.
Für die optimale Leistungsabgabe des Transistor muss der Imaginärteil
durch Schaltelemente so kompensiert werden, dass er Null wird. Als
Hilfsmittel bietet sich das Smith-Diagramm an, die Kompensation lässt
sich damit grafisch ermitteln.
Christoph schrieb:> Man kann den Ausgangswiderstand grob nach folgender> Formel bestimmen (Ub-Vce(sat))²/2xPo.
Sicher nicht.
Im Nenner fehlt eine Klammer.
Korrekt wäre: (Ub-Vce(sat))²/(2xPo).
> Rechnerisch: (7,5-1,5)²/2*6 = ~82R
Jaja, Einheiten braucht ja kein Mensch, nicht wahr...
Josef L. schrieb:> Bei mir sind (6 x 6) / (2 x 6) = 6 / 2 = 3
Du hast ja auch nicht stumpfsinnig das gerechnet, was
dasteht, sondern so, wie es richtig ist... :)
Die Einheiten fehlen aber trotzdem.
Grummler schrieb:> Josef L. schrieb:>>> Bei mir sind (6 x 6) / (2 x 6) = 6 / 2 = 3>> Du hast ja auch nicht stumpfsinnig das gerechnet, was> dasteht, sondern so, wie es richtig ist... :)>> Die Einheiten fehlen aber trotzdem.
(6 x 6) / (2 x 6) = 6 / 2 = 3
Da fehlt ein ², also
(6 x 6)² / (2 x 6) = 36² / 12 = 108
Aus NXP AN1526 - siehe Grafik im Anhang.
Rentner Ost schrieb:> Die Ausgangsimpedanz des Transistors ist Frequenzabhängig und ist> in der> Komplexen Zahlenebene angegeben.>> Für die optimale Leistungsabgabe des Transistor muss der Imaginärteil> durch Schaltelemente so kompensiert werden, dass er Null wird. Als> Hilfsmittel bietet sich das Smith-Diagramm an, die Kompensation lässt> sich damit grafisch ermitteln.
Hallöchen,
Ja, klar. Das ändert jedoch, meines Verständisses nach, nichts am
niedrigen Widerstand. Wenn 1.49 + j0.38 gegeben ist, kann ich mit
-j0.38 den imaginären Anteil rausmatchen. Bleibe ich noch immer auf den
1.49+j0 sitzen.
Auch ja: die R+j-Angabe ändert sich mit der Frequenz. Aber in einem
Bezug, der für meine grundlegende Frage, in unrelevanter Größe. Ob nun,
fiktiv, (untere Frequenz) 1.7+j1.3 und (obere Frequenz) 0.9-j0.4, ändert
nichts daran, dass die Impedanz sehr niedrig bleibt.
Christoph schrieb:> (6 x 6) / (2 x 6) = 6 / 2 = 3>> Da fehlt ein ²,
Oh.
Mein.
Gott.
MORGEN ist erst Freitag...
> also>> (6 x 6)² / (2 x 6) = 36² / 12 = 108
Schwachsinn. "6 x 6" IST bereits das Quadrat von 6...
Christoph schrieb:> Ja, klar. Das ändert jedoch, meines Verständisses nach,> nichts am niedrigen Widerstand.
Und?!
Der Ausgangswiderstand IST halt ziemlich niedrig. Ein
paar einstellige Ohm kommt m.W. schon hin.
Wo liegt Dein Problem?
Christoph schrieb:> Da fehlt ein ²
Unsinn, (7,5 - 1,5)² = 6² = 6 x 6 im Zähler
Ist das so schwer? Und die Einheitenbetrachtung macht man separat, also
[U]²/[P] = V²/W = V²/(VA) = V/A = Ω
Grummler schrieb:> Schwachsinn. "6 x 6" IST bereits das Quadrat von 6...
Err, oh, oh Gott. Das ist jetzt... peinlich. Korrekt, mein Patzer. Man
liest, was man lesen will. Mea Culpa. Danke fürs persistente
dagegenhalten (auch wenn etwas weniger uncharmant toll gewesen wäre). :)
Aber die Frage bleibt weiterhin offen im Raum. Ich habe jetzt ein paar
andere RF Leistungstransistoren zum Verglich herangezogen.
Beispiel MRF454
Ub=12.5V, Pout=80W. Z(out) laut Datenblatt: 1.16+j0.201
Mit der Formel aus der Application Note wären es:
(12,5V-1,5V)²/(2*80W) = ~55R.
1,5V aus der Application Note übernommen.
Die Application Note besagt auch, dass es Abweichung, je nach
Betriebsart und Leistung, gibt. Aber das ist hier Faktor ~50. Was mir
unrealistisch viel erscheint.
Gerade bei den 28V-Typen wird der Unterschied noch wesentlich größer.
Josef L. schrieb:> Christoph schrieb:>> Da fehlt ein ²
In dem schönen "load.jpg" fehlt die öffnende Klammer. Wo darf man diese
sich nun dazu denken, damit es stimmt?
mfg
Christoph schrieb:> (12,5V-1,5V)²/(2*80W) = ~55R.
Ich komm tatsächlich nicht drauf wo du den Knoten hast. Polnische
Notation ist schon seit 40 Jahren out.
Ich komme auf (12,5V-1,5V)²/(2*80W) = 11²/160 [V²/(VA)] = 121/160 Ω ≈
0,76 Ω
Christoph schrieb:> Grummler schrieb:>> Schwachsinn. "6 x 6" IST bereits das Quadrat von 6...>> Err, oh, oh Gott. Das ist jetzt... peinlich. Korrekt,> mein Patzer.
Respekt.
Nicht jeder kann einen Fehler so trocken zugeben wie Du.
> dagegenhalten (auch wenn etwas weniger uncharmant toll> gewesen wäre). :)
Jaja, mein sanftmütiges und geduldiges Wesen wird landauf,
landab in höchsten Tönen gerühmt... :)
Ich bitte, mir meine rustikale Art nicht übelzunehmen.
> Mit der Formel aus der Application Note wären es:>> (12,5V-1,5V)²/(2*80W) = ~55R.
Es geht mir wie Josef: Ich habe keine Ahnung, was Du
hier zusammenrechnest.
1. Schritt: 12,5V-1,5V = 11V
2. Schritt: (11V)² = 121V²
3. Schritt: 2*80W = 160W
4. Schritt: 121V² / 160W = (121/160) * (V²/W)
5. Schritt: 121/160 =~ 0,75
6. Schritt: (V*V)/(V*A) = V/A = Ohm
Das Resultat ist also R =~ 0,75 Ohm.
Christoph schrieb:> Ja, klar. Das ändert jedoch, meines Verständisses nach, nichts am> niedrigen Widerstand. Wenn 1.49 + j0.38 gegeben ist, kann ich mit> -j0.38 den imaginären Anteil rausmatchen. Bleibe ich noch immer auf den> 1.49+j0 sitzen.
Solch niedrige Impedanzen sind normal, insbesondere bei geringer
Betriebsspannung. In deinem Bsp. sind es rein rechnerisch 3 Ohm. Dieser
Wert ist nicht als Ausgangsimpedanz des Transistors zu verstehen,
sondern stellt die Last dar, die der Transistor sehen möchte, um 6W bei
Ub=7,5V zu erzeugen.
Parallel zu den 3 Ohm liegt die Ausgangkapazität des Transistors, sowie
eine Induktivität (typ. 0,5...1nH) in Reihe zu dieser RC-Kombination.
Die Impedanz dieses Netzwerkes ist sehr gering.
Christoph schrieb:> Beispiel MRF454> Ub=12.5V, Pout=80W. Z(out) laut Datenblatt: 1.16+j0.201> Mit der Formel aus der Application Note wären es:> (12,5V-1,5V)²/(2*80W) = ~55R.> 1,5V aus der Application Note übernommen.
Da hast du dich bei der Berechnung leider (wiederholt) vertan. Rein
rechnerisch wären es 0,75 Ohm. Die verwendete Formel ist typ. für
AB-Betrieb. Für C-Betrieb, wie im Datenblatt zu sehen, kannst du die
optimale Last für den Transistor mit Ro = 0,625 x (Ub-Usat)²/ Po = 0,95
Ohm schätzen. Zusammen mit der (dynamischen) Ausgangskapazität
(angenommen 1,5 x Cout) des Transistors und der Ausgangsinduktivität
(angenommen 1nH) komme ich auf rund Z = 0,95 + j0,12 Ohm bei 30 MHz. Mit
diesem Wert könnte weiter gerechnet werden, falls der Hersteller keine
genaueren Angaben zur Großsignalimpedanz (Zo = 1,16-j0,201) des
Tansistors machen würde.
Ohne die die Schaltung zu kennen in die der Transistor
arbeitet, läst sich gar keine Ausgangsimpedanz bestimmen.
Soll der Transistor linear arbeiten oder in C_Betrieb?
Arbeitet der Transistor in Gegentakt mit noch einen
Transistor? Ist der Kollektorarbeitswiderstand ein
ohmscher Widerstand oder eine Drossel? Gibt es in
der Schaltung eine Gegenkopplung oder nicht?
Wie ist der Arbeitspunkt eingestellt, wie hoch ist
die Betriebsspannung? Den Transistor alleine betrachten
und zu sagen das er eine bestimmte Impedanz hat ist
vollkommen sinnlos.
Günter Lenz schrieb:> Den Transistor alleine betrachten> und zu sagen das er eine bestimmte Impedanz hat ist> vollkommen sinnlos.
Dann sind die Datenblattangabe vollkommen sinnlos. Komisch, dass die bei
den Herstellern das noch nicht gemerkt haben.
Günter Lenz schrieb:> Den Transistor alleine betrachten> und zu sagen das er eine bestimmte Impedanz hat ist> vollkommen sinnlos.
Nein das ist nicht sinnlos. Das nennt sich de-embedding und für die
Modellierung im Gesamtsystem ist das extrem sinnvoll.
Christian S. schrieb:> In dem schönen "load.jpg" fehlt die öffnende Klammer. Wo darf man diese> sich nun dazu denken, damit es stimmt?
Mathematisch betrachtet bzw. von den Einheiten her macht die öffnende
Klammer ja nur an einer Stelle Sinn - überleg mal ...
Martin L. schrieb:> Ernst gemeinte Frage: Wofür steht "Po" in der Formel?
Power Out ?
Man könnte auch einen 50 Ohm Lastwiderstand nehmen und über
Spannungsteilerrechnung auf den Ausgangswiderstand schließen.
Ui ist die Leerlaufspannung
Ri ist der Innen- bzw. Ausgangswiderstand
UL ist diem Spannung am Lastwiderstand
Rl ist der Lastwiderstand
Was bisher eher vergessen ging war die Transformation auf uebliche 50
Ohm. Da ist man mit den 2 Ohm doch eine Strecke weg. Eine Trafokopplung
bringt einen Faktor 4 in der Impedanz. Zwei Trafos hintereinander machen
einen Faktor 16, das passt schon eher. Also muesste man am LDMOS auf 3.1
Ohm kommen
Purzel H. schrieb:> Trafokopplung bringt einen Faktor 4
"Trafos" können jegliches Verhältnis übertragen, also z.B. Spule mit
Anzapfung irgendwo. Was du meinst sind breitbandige Leitungübertrager.
Die können aber auch nicht nur 1:4, sondern je nach Auslegung 1:1, 1:4,
1:9 usw., eben Quadratzahlen, oder auch 1:2:2 symmetrisch. Siehe zB
Kapitel 5 in ISBN 3-7723-6911-1.
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