トランジスタのIMDのIc依存性

2016-08-12      
 今日の午前中は爆睡・・・昨日の親戚一同の寄り合いでくたびれたのか、朝のゴミ捨てを終えたら二度寝してしまいました。この間まで宇宙人語をしゃべっていた孫娘が日本語と思しき言葉を話すようになり、元気に動き回るのをちょっと飲み過ぎの身体で追っかけていたら結構疲れたようで、都合12時間くらい寝てしまいました

 午後になって漸く動き出し、2トーンジェネレータのバッファアンプとして採用するであろう2SC2407の最適動作ポイント・・・というほど大袈裟ではありませんが、コレクタ電流に依存しがちなIMDについて、ちょっと調べてみることにしました。



 直前記事に掲載した回路そのままですが、コレクタ電流を調整するために、ベースのバイアスを決めるRA,RB、さらにエミッタ抵抗REを少し調整し、20,30,40mAのIMD特性を調べてみました。その他の機器構成(各部のアッテネーション等)は同じです。



 初めてのIMD測定では、測定対象が広帯域アンプだったため9次までの角が見えていましたが、漸くよく見るデータが採れています。お待ちかねの測定結果は表に纏めました。折角ですから、2SC3355も同様に測定・・・自分的には「かなりイイ感じ」の結果が出たと思いますよ



 まず、2SC2407,3355共にコレクタ電流Icが大きくなるほどIP3は上昇しています。しかし、この2つのデバイスの差・・・20mAではドッコイドッコイだったIP3が電流増加によって特徴的な傾向を示しています。簡単に丸めると、2SC2407は電流増加に追随する形でIP3が大きくなりますが、2SC3355の方は30mAから電流を大きくしてもIP3がリニアには増加しません。
 一方のPG(利得)については、30mAが何れのデバイスでも頭打ちとなり、その後のコレクタ電流増加には追随しません。これには負荷の関係なども考慮すべきですが、この2つのデバイスにこれ以上の利得を追求すべきでもないでしょう。

 これらの結果から、IMDのコレクタ電流への依存性は、各種の技術書に謳われている通り「大きい(多い)ほど有利」と言えますが、個々のデバイスが持つ特性として「最適値」は存在し、無碍に「多けりゃいい」ということではない・・・当たり前ですが、この辺りを考慮して組み立てていくことが、高周波回路の肝であることが解りました。
 特に、今回製作するつもりのジェネレータ用の2SC2407使用バッファアンプとしては、コレクタ電流の設定を30mAにしようか40mAにしようか迷うところですが、40mAでは発熱量が結構ヤバ目で、暫く動かしているとかなり熱くになります。ケースに収める前提とした安全サイドでは、Pc=600mWクラスのトランジスタとしては、やはり30mA(@12V)が限度でしょうか。また、今後重用しそうな2SC3355は「コレクタ電流として30mAを上限とした設計」が好ましいようで、この辺りをキチンと踏まえておくのが良さそうです。

 さぁ、そろそろケーシング・・・一気に気が重いです

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アパマンというハンデにさらにQRPまで課し、失敗連続のヘッポコリグや周辺機器の製作・・・趣味というより「荒行」か!?

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