Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

В области лавинного умножения транзистор может находиться в течение весьма малого времени, величина которогозависит от многих факторов и сильно колеблется у различных типов транзисторов. Припревышении этого времени наступает явление вторичного пробоя, приводящее к необратимым процессам в структуре p-n перехода и выходу транзистора из строя.Для расчёта транзисторных ГВВ применяется кусочно-линейная аппроксимация статических ВАХ коллекторного тока в активной области и в области насыщения, что обусловлено, в первую очередь, большим сходством статических ВАХ биполярного транзистора и электронной лампы.На рис.4.7 показаны аппроксимированные статические ВАХ коллекторного тока биполярного транзистора.iKiKлиния насыщенияили критическая линияeK( e K  e K )iБII  iБI  iБeK  0iБI0E Бпри eKi Б  0eK0E Б при (eK  eK )eБРис 4.7Основными параметрами аппроксимированных характеристик являются:статическая крутизнаiS  K еК  const;eБнапряжение отсечки E Б/ при выбранном напряжении eK ;крутизна линии насыщения или критической линииS KP  tg ;коэффициент37DeБiК  const ,еКаналогичный проницаемости у ламп.Часто у транзисторов можно считать коэффициент D = 0, при этом E Б/ не зависит отнапряжения eK , а аппроксимированные характеристики коллекторного тока в системекоординат iK , eБ выходят из одной точки.

В системе координат iK , eК в пределах основнойобласти при D = 0 характеристики отображаются прямыми линиями, параллельными осиабсцисс eK . Очевидно, при D = 0 аппроксимированные ВАХ коллекторного тока подобныаппроксимированным ВАХ анодного тока генераторной лампы с пренебрежимо малымзначением D.Линия насыщения или критическая линия разделяет недонапряжённый и перенапряжённый режимы работы транзистора, соответственно и ГВВ. Самой линии соответствует критический режим работы.Параметры аппроксимированных статических ВАХ коллекторного тока биполярноготранзистора определяются аналогично соответствующим параметрам аппроксимированных статических ВАХ анодного тока генераторной лампы.

Они также носят название эквивалентных параметров статических ВАХ коллекторного тока.Помимо рассмотренной аппроксимации статических ВАХ коллекторного тока биполярного транзистора на семействе реальных характеристик в системе координат iK , eК выделяют также линию параметрического режима, которая проходит правее линии насыщения, как показано на рис.4.8.iKЛиниянасыще Линия параметрического режиманияeKРис.4.8Если в процессе работы транзисторного ГВВ мгновенная рабочая точка, определяемая мгновенными напряжениями на электродах и соответствующим им значением коллекторного тока, остаётся правее линии параметрического режима, то режим считаетсядопараметрическим.

При заходе рабочей точки левее этой линии режим становится параметрическим. Разделяет эти два режима граничный режим, которому соответствует линияпараметрического режима (в справочных данных на транзистор линию параметрическогорежима часто называют линией критического режима, которая приводится для одной илинескольких частот. Однако, несмотря на схожесть названий, не следует путать линию критического режима с линией критических режимов – линией насыщения).В допараметрическом режиме ряд параметров транзистора, например, ёмкость коллекторного перехода, можно считать неизменными, тогда как в параметрическом режиме38эти параметры сильно зависят от режима.

Это обстоятельство используется в рядеустройств на транзисторах, в том числе и для генерирования высокочастотных электрических колебаний – в параметрических транзисторных умножителях частоты.2Таким образом, в общем случае в транзисторном генераторе, в отличие от лампового, различают шесть режимов работы: недонапряжённый, критический, перенапряжённый,которые аналогичны режимам лампового генератора и связаны с нелинейностью статических ВАХ коллекторного тока при переходе из активной области в область насыщения, идопараметрический, граничный, параметрический.

Понятие параметрического режима является специфическим для транзисторного генератора. Можно считать, что области на семействе статических ВАХ коллекторного тока, соответствующие названным режимам,попарно совпадают для недонапряжённого и допараметрического, критического и граничного, перенапряжённого и параметрического.Уравнения выходного тока АЭ ГВВ для разных режимов работы по напряжённости прикусочно-линейной аппроксимации статических ВАХАппроксимация статических ВАХ выходного тока АЭ даёт возможность аналитически определить оптимальные условия работы генератора и создать методы расчёта егорежима. Для этих целей необходимо составить уравнение выходного тока АЭ ГВВ.Для составления уравнения, описывающего зависимость выходного тока АЭ отнапряжений, действующих на электродах, рассмотрим наиболее общий случай использования пятиэлектродной лампы (пентода).

Полученные результаты распространяются налюбой частный случай, включая как лампу, так и транзистор, в силу внешнего сходствастатических ВАХ выходного тока этих приборов, что обсуждалось выше.В общем виде уравнение анодного тока пентодаi A  f (е А , еС , еС 2 , еС 3 ) ,где еА, еС, еС2, еС3 – соответственно напряжение на аноде, управляющей сетке, второй итретьей сетках.Изменение анодного тока от изменения мгновенных напряжений на электродах выражается полным дифференциаломiiiidi A  A de A  A deC  A deC 2  A deC 3 ,(4.1)e AeCeC 2eC 3iгде A - частные производные функции анодного тока по напряжению соответствующеeго электрода; de - дифференциалы соответствующих напряжений.Применение кусочно-линейной аппроксимации статических ВАХ анодного токапозволяет считать его частные производные по напряжениям в каждой из областей семейства постоянными.Рассмотрим уравнения выходного тока АЭ в каждой из трёх областей: основной, перенапряжённого, критического режимов.Уравнение выходного тока АЭ в основной области статических ВАХВ пределах основной области семейства статических ВАХ анодного тока при кусочно-линейной аппроксимации параметры характеристик можно считать постоянными.

Приэтом2Рассматриваются в лекции 18.39i A i A(e A , eC 2 , eC 3 )const  S ;eC eCi Ai A(e A , eC , eC 3 )const  S 2 ;eC 2 eC 2i Ai A (e A , eC , eC 2 )const  S 3 ;eC 3 eC 3i A i A1(eC , eC 2 , eC 3 )const  tg  ,e A e ARiгде Ri - внутреннее сопротивление лампы переменному току, определяющее тангенс угланаклона аппроксимированных статических ВАХ анодного тока в основной области (см.рис.4.1); S , S 2 , S 3 - крутизна анодного тока (или крутизна аппроксимированных характеристик анодного тока), соответственно, по напряжению управляющей (первой) сетки, второй(экранной) сетки, третьей (защитной) сетки.Выполняя интегрирование (4.1), при принятых обозначениях получим1i A  e A  SeC  S 2 eC 2  S 3 eC 3  C ,(4.2)Riгде С - постоянная интегрирования, которая может быть найдена с использованием статических ВАХ в любой точке основной области, в которой определяется значение токаi A при выбранных значениях e A , eC , eC 2 , eC 3 .Ранее отмечалось, что статические ВАХ анодного тока пентода снимаются при фиксированных напряжениях на второй и третьей сетках, то есть при ec 2  EC 2 , eC 3  Ec 3 , гдеEc 2 , EC 3 - напряжения питания сеток.

Для каждой конкретной лампы, используя семействоеё статических ВАХ анодного тока, можно определить конкретное значение С на основании (4.2), что, естественно, неудобно для создания общего подхода к анализу и расчётурежима генератора. Поэтому для определения постоянной интегрирования С в уравнении(4.2) следует взять некоторую отличительную характеристику, которая однозначно определяется для любой лампы, и отличительное значение анодного тока.В анодной системе координат i A , e A для определения постоянной интегрирования Сцелесообразно взять статическую характеристику, соответствующую сеточному напряжению приведения EC 0 (см.

рис.4.1), и принять i A  0 , что имеет место при e A  0 . Тогда,согласно (4.2),C   SEC 0  S 2 EC 2  SEC 3 .Таким образом,ei A  A  S eC  EC 0   S 2 eC 2  EC 2   S 3 eC 3  EC 3 .(4.3)RiПоследнее выражение является общим уравнением анодного тока пентода в основной области статических ВАХ и отражает его линейную зависимость от приложенных кэлектродам напряжений.Так как при работе генератора напряжения на второй и третьей сетках обычно остаются неизменными, то eC 2  EC 2   0, eC 3  EC 3   0 , следовательно,i A  S eC  EC 0  De A ,где учтено основное соотношение для электронных ламп11D ,SRi 40(4.4)eв котором  - статический коэффициент усиления по напряжению    A i A  const  .eCВыражение (4.4) определяет зависимость анодного тока при одновременном изменении напряжений на сетке и аноде и справедливо в пределах основной области статическихВАХ анодного тока для всех типов ламп при любых фазовых и амплитудных соотношениях напряжений, действующих на электродах.Сеточное напряжение приведения EC 0 оказывается равным анодному напряжениюприведения E A0 , умноженному на проницаемость D, то естьEC 0  DE A0 .Действительно, если при определении постоянной интегрирования С в (4.2) обратиться к аппроксимированным статическим ВАХ анодного тока в системе координатi A , eC , то в основной области из всего семейства целесообразно взять отличительную ха-рактеристику, соответствующую анодному напряжению приведения E A0 (см.

рис.4.2), ипринять i A  0 при eC  0 . Тогда, согласно (4.2),EC   A 0  S 2 E C 2  S 3 EC 3 ;Rie  E A0   Se  S e  E   S e  E .iA  A(4.5)C2 C2C23 C3C3RiТак как при работе генератора eC 2  EC 2 , eC 3  EC 3 , то, согласно последнему выражению,i A  S eC  DE A0  De A .(4.6)Очевидно, уравнение (4.6) должно давать аналогичный (4.4) результат, что возможнотолько приEC 0  DE A0 .Таким образом, выбор статических ВАХ анодного тока, соответствующих напряжению EC 0 или E A0 , для определения постоянной интегрирования в уравнении (4.2), позволяет для любой лампы использовать одни и те же качественные условия и делает уравнения (4.3), (4.5) пригодными, в общем случае, для любой лампы. Если напряжения на второй и третьей сетках остаются неизменными при работе генератора или лампа являетсятриодом, то в пределах основной области статических ВАХ анодного тока справедливытакже уравнения (4.4), (4.6) при любых амплитудных и фазовых соотношениях напряжений на аноде и управляющей сетке.Учитывая соотношения (1.1) и (1.2), определяющие мгновенные напряжения на сетке и аноде лампы в ГВВ при усилении, согласно которымeC  U MC cos  t  EC ;e A  E A  U MA cos  t ,уравнения (4.4), (4.6) можно записать в следующем виде:i A  S U MC  DU MA cos  t  DE A  E A0   EC .(4.7)Результирующее напряжение в квадратных скобках (4.7) называется управляющимeУПР и представляет сумму постоянного ЕУПР  DE A  E A0   EC  DE A  EC 0  EC и пере-менного uУПР  U MC  DU MA cos  t  U M УПР cos t напряжений.

Характеристики

Список файлов книги