Mikrodalga transistorun yapay sinir ağı ile performans analizi ve modellenmesi

Abstract

Yapılan bu doktora tez çalışmasında, bir mikrodalga transistorun Yapay Sinir Ağı (YSA) ile performans analiz ve giriş/çıkış uydurma devrelerinin tasarımına yönelik yeni bir yöntem sunulmuştur. Dolayısıyla bu tez, YSA, performans analizi ve uydurma devre tasarımı olmak üzere üç ana bölümden oluşmaktadır. Aktif devre elemanı (transistor) üretici verileriyle, YSA optimum sürede eğitilmektedir. Yapay sinir ağı eğitildikten sonra, klasik kestirim yöntemleri yerine kullanılarak, istenilen veriler kolay bir şekilde ve hızlıca elde edilebilmektedir. Böylelikle önerilen YSA modeli, optimizasyon prosedürü esnasında elemanın fizik denMemlerinin tekrar tekrar çözülmesini gerektirmeyecek ve klasik optimizasyon teknikerinin ortak sorunu olan "başlangıç değer kestirimi" problemini ortadan kaldırarak tercih edilir duruma germektedir. Modelleme esnasında bir döngü içerisinde defalarca optimizasyona ihtiyaç duyulduğu düşünüldüğünde, önerilen yöntemin başarısı kolaylıkla ortaya çıkmaktadır. Önerilen modelde, herhangi bir mikrodalga transistorun S ve gürültü parametreleri yapay sinir ağı çıkışı, frekans, kutuplama akımı ve gerilimi ile konfigürasyon tipi yapay sinir ağı girişini oluşturmaktadırlar. Böylelikle YSA, frekans, kutuplama ve konfigürasyon tipi parametreleriyle, S ve gürültü parametreleri arasında bir eşleşme yaratarak, eleman denklemleri çözülmeden optimizasyon işlemlerini yapma olanağı sağlamaktadır. Bu çalışmada, YSA üretici tarafından verilmeyen gürültü parametrelerini kestirebilmek için kullamlmıştır. Transistorun performans analizinde kullanılan ve GÜNEŞ metoduna dayanan optimizasyon problemi, Freq -F(Rs,Xs) = 0 ve Vireq -Vt(Rs,Xs,RL,XL) = 0 olmak üzere (GTnax, maksimum kazanç ve GTreq istenilen kazanç), GTmai -GT(Rs,Xs,RL,XL) = 0 ve ayrıca GTreq-GT(Rs,Xs,RL,XL) = Q olacak şekilde iki ayn durum için kararlı bölgede kalmak koşuluyla mümkün tüm Zs =RS+ jXs ve ZL =RL+ jXL kompleks sonlandırmalarını geometriksel ve matematiksel olarak belirlemek şeklinde ifade edilebilir. Bu durumda bu işlemler sonucunda, {Freq,Vireq,GTmsii[f,VCE,Ic^<^ZLm!a[f,VCE,Ic], ZSmaK\f,VCE,Ic] ve {Freq,Vireq,GTıaia F^, Vireq>\ ve GTaİD Vireq, ^Treq) uyumlu performans üçlüsü ile birlikte, Grmax'ye karşılık gelen ZL max = ZL = RL + JXL > ZS max = ZS = RS + JXS Ve GTreq 'a kaTŞlllk gelen ZLreq=RLreq+J'XLreq> z s*», = Rsreq + Jx sreq sonlandırmalannııı, transistorun çalışma koşullarının (konfigürasyon tipi (CT), kutuplama akım (/ ) ve gerilimi (V ), frekans ( / )) fonksiyonu olarak tayin edilip hesaplanması. c) Uyumlu performans üçlüsünü gerçekleyen kararlı bölgelerde istenilen adım aralığıyla mümkün tüm sonlandırmalann sistematik olarak tayin edilip hesaplanması. d) Bulunan sonlandırmalann sistematik bir yöntemle (empedans parametreleri yaklaşımı) giriş/çıkış uydurma devreleri tasarımında kullanılması. e) Bir mikrodalga transistorun için YSA, performans analizi ve giriş/çıkış uydurma devrelerinin elde edilmesi şeklinde bir blok yapının Aktif Mikrodalga devre sentezinde XVkullanılmak üzere sunulması. Tüm çalışmalar bilgisayar programlarıyla yapılmıştır ve programlarla çıktıları ilgili bölümlerde verilmiştir.