Коэффициент усиления по мощности
можно определить /2/ :
, (2.2)
где параметры со штрихом K'P , f ', E'K , P'1 – параметры выбранного транзистора, приведенные в справочнике, (генератор может иметь коэффициент усиления K'P на частоте f ' при питании E'K , при этом на коллекторе данного транзистора можно получить мощность P'1) ,
ƒраб – рабочая частота,
P1 – требуемая мощность,
EK – задаваемое напряжение питания.
При расчете Кр следует задавать режимы, близкие к справочным, большой запас по частоте может привести к неустойчивой работе генератора.
Напряжение питания должно выбираться:
(2.3)
где – максимально допустимое напряжение К-Э, приведенное в справочнике .
В выражении (2.3) берется равенство, если требуется максимальная мощность с выбранного транзистора, и менее, если требуется меньшая мощность, а другие типы транзисторов не подходят, но и слишком маленькое напряжение питания задавать нельзя, так как существует остаточное напряжение и при малых напряжениях питания, транзистор не будет работать рис.10б. .
Получение мощности P1 > P'1 приводит к снижению надежности транзистора. Целесообразно выбрать такой транзистор, у которого в результате расчета
25…30 > KP > 1,5
По формуле (2.2) коэффициент усиления по мощности можно определить для биполярных транзисторов, у которых приведены необходимые параметры в справочнике. К сожалению, такие параметры имеются только для мощных высокочастотных транзисторов. В таких случаях рассчитывают коэффициент усиления по мощности /3.4/ по следующей формуле:
(2.4)
где ƒmax – максимальная частота усиления по мощности биполярного транзистора.
Далее производится расчет параметров выбранного транзистора п. 2.1 и усилителя мощности (УМ с ОЭ) п. 2, исходных данных для расчета предыдущего каскада п.2.8. В такой последовательности расчет каскадов высокочастотного тракта ведется от оконечного каскада до автогенератора, тип и мощность которого зависит от заданной нестабильности (см. п. 1, ф. (1.1)).
Параметры биполярного транзистора и усилителя мощности по схеме с общим эмиттером (УМ с ОЭ)
Определим параметры транзисторов:
2.3.1. Входное сопротивлениерассчитывается по одной из следующих формул А,Б,В,Г,Д в зависимости от имеющихся в справочнике данных.
(2.1)
(2.2)
Выберем способ В:
В.Сопротивление базы можно определить через , из справочника и приложения П.1 и П.2 :
(2.8)
(2.8а)
где параметры режима насыщения UБЭнас, указываются в справочнике.
Модуль входного сопротивления рассчитывается по формуле:
2.3.2. Сопротивление эмиттера rэ определяется из справочника:
КТ907А:
rэ[Ом] = 0.4 Ом
из справочника, приложения П.1
(2.19)
(2.19а)
2.3.3. Емкость эмиттерного перехода СЭ определяется:
КТ907А:
Из справочника, П.1: СЭ=220пФ.
2.3.4.L – индуктивность выводов
Из справочника известно:
2Т950А:
LБ =2.5 нГн LЭ=0.8 нГн
Входная мощность
Все параметры сведем в таблицу.
IkmaxНЧ, А
| Eк, В
| КР
| Pвых, Вт
| Pвх, Вт
|
|
|
| 6.92
| 0.277
|
Итак, все параметры ОК каскада определены и отвечают требованиям устойчивой работы каскада, требуемой мощности, высокого КПД.
Далее переходим к расчету параметров Пред ОК, для этого рассчитаем его исходные данные.
Расчет предоконечного каскада
Выходная мощность ПредОК с учётом потерь в КС:
Вт (3.1)
Далее расчет параметров производится аналогично расчёту ОК.
Выбор активного элемента
Транзистор предоконечного каскада выбирается, исходя из требуемой мощности в максимальном режиме и заданной рабочей частоты fраб.
Мощность, которую можно будет получить при выборе данного транзистора, будет примерно равна:
Рвых≈(1…1,3)∙Ррасс , (3.2)
где Ррасс - мощность рассеивания на коллекторе.
При f раб → fт – Рвых ↓, Кр ↓, то режим устойчивый;
При f раб → fβ – Рвых ↑, Кр ↑, то режим неустойчивый.
Также получение большой мощности приводит к снижению надежности транзистора.
По мощности подходит транзистор КТ606Б (см. справочник Брежневой с. 373).
Для максимального использования активного элемента биполярный транзистор применяется в области высоких частот и выбирается, исходя из заданной частоты /1/:
fТ >fраб> 3fβ
fТ >fраб> 3fβ
где fβ – частота, на которой коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ падает до уровня 0,707 от статического низкочастотного коэффициента усиления по току, приведенного в справочнике.
fT – граничная частота приводится в справочнике, если fT не указана, то ее можно определить по формуле :
= (3.3)
где |h21э|спр – модуль коэффициента усиления по току, измеренный на частоте fспр.
Для транзистора КТ606Б:
МГц
Коэффициент усиления по току на рабочей частоте:
(3.4)
Проверим справедливость неравенств:
fТ >fраб> 3fβ и h21э<h21эо , где h21эо = 50 Ом.
Для КТ606А
300 ∙106 >80 ∙106> 18∙ 106,
3.75< 50
Условия выполняются, расчёт можно продолжать.
Для проверки получения на выбранном транзисторе возможной мощности воспользуемся формулой через предельные допустимые параметры транзистора.
(3.5)
где
α1 - коэффициент Берга, при θ = 90◦ α1=0.5
– крутизна критического режима.
(3.5а)
где UКЭнас= 1 В, IКнас = 0.2 А – напряжение и ток в режиме насыщения, указаны в справочнике.
Получим:
Требуется 0.326 Вт (см. ф-лу 3.1), следовательно, транзистор КТ907А подходит.
Уточним режим работы транзистора:
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|