Режим оптимального рассогласования при заданной полосе пропускания

Режим обеспечивается выбором коэффициента включения транзистора и коэффициента включения источника сигнала , в колебательный контур на входе СУ. В этом режиме при заданной полосе пропускания реализуется минимальный коэффициент шума усилителя. Коэффициенты включения выбираются по формулам

.

,

где (если в СУ используется полевой транзистор)

,

при этом коэффициент шума Ш вычисляется по выражению

.

В диапазоне частот 0.3÷10 ГГц для расчета транзисторных усилителей используются матрицы рассеяния . S-параметры связывают падающие a_i и отраженные b_i - волны, которые выражаются через комплексные амплитуды токов и напряжений İ_i и Ů_i на зажимах транзистора

;

где W₀ − характеристические сопротивления стандартных линий передачи, подключаемых ко входу (i = 1 )и выходу транзистора (i = 2).

Уравнения, связывающие падающие и отраженные волны, записываются в виде

,

.

Обычно S-параметры представляются в показательной форме , где |S_ij|− модуль соответствующего параметра, а φ_ij – фаза в градусах.

В зависимости от значений S-параметров транзистор может находиться в области потенциальной устойчивости (ОПУ), либо в области безусловной устойчивости (ОБУ). В ОБУ транзистор устойчив при подключении к нему произвольных сопротивлений со стороны входа и со стороны выхода. Условие нахождения транзистора в ОБУ записывается в виде

,

где k_у− инвариантный коэффициент устойчивости,

.

Если транзистор находится в ОПУ, то его переводят в ОБУ путем подключения стабилизирующих резисторов.

Обычно СУ СВЧ работают в одном из двух режимов: режиме экстремального усиления, либо режиме, реализующем минимальный коэффициент шума. Режимы работы СУ обеспечивается выбором входных и выходных согласующих цепей, которые включаются между источником сигнала и входом транзистора, выходом транзистора и нагрузкой.

В режиме экстремального усиления реализуется максимальный коэффициент передачи СУ по мощности. При этом

.

Для реализации этого режима необходимо выполнить условия согласования соответствующих импедансов сопротивлений транзистора, как со стороны его входа, так и со стороны выхода.