Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 26
Текст из файла (страница 26)
4. Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов определлют по (2.21). 5. В эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора на рис. 2,9,4 Ьвхоб, гвхоБ, В ов, Соков равны ЕвхОБ = Еэ + Хыб. «вхоБ = «б+ «э — 71(8)ХЙО(гк/лз«6 -2Я$4Х/«тзо)' 71 («г — («) 1 гб Сэхоб = 1/71(д)2«г/Л116 «гвхоб. б.
Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивл»- ния транзистора Евх — «вх + /звх «вх = ГвхОВ+ лвхОБ/(1+ (///Л216) )' (2.23) явх = гя/ззвхОБ — лвхОБ(///Л216)/(1 + (/I/л216Н 8. Коэффициент усиления по мощности рассчитывают по (2.20). Отметим, что иэ-за положительной обратной связи, создаваемой индуктивностью Ьб нз высоких частотах, может быть гвх < О. В атом случае для сохранения устойчивой работы генератора можно непосредственно включить последовательно с змиттерным выводом транзистора дополнительное сопротивление йд,л > ~гэх~ так, чтобы /Гр = = Р«/(О, 5/1(г, +Яд „)1 составлЯл не более 10. ПРи постРоении ц«иРокодиапаэонных генераторов на транзисторах с ОБ в классе А на частотах / < 0,3/Лэ«б можно не учитывать С„„СБ и перейти к эквивалентной схеме рис.
2.9,6, в которой Евхоб = Ьэ + ХЬб, //охс«Б = г, + гб/() + /«г«зо). (2.24) В конце расчетов коллекторной и входной цепеи транзистора определяют мощность, рассеиваемую в нем: Рр„- Р,,„,х+ Р, . Значение Рр, является исходным параметром для расчета температуры в структуре транзистора и системы его охлаждения. Пример. Рассчитать двухтэктный генерэтор мощностью 150 Вт в диапозоне частот 3... 30 МГц; номинальный режим — граничный, коэффициент бегущей волны нэ входе выходной цепи связи Ез, = 0,7; напряжение питания Е„= 30 В, Расчет выполним для одного плеча двухтэктного генерэторэ нэ мощность 75 Вт.
Угол отсечки каллекторного тека выберем равным 90'. По табл. 1 1 выбираем транзистор 2Т927А со следующими параметрами; тэзе м 0,4 Ом; те 0,5 Ом; Етд ) 100 Ом; Е т = 0,7 В; Лз«зе 20; /, М 200 МГц; Ск м 120 пф; (С м 34 пФ); С, м 2350 пФ; Ьз м 3 нГн; Ье м 3 нГн; Е„,,д д — 70 В; Ее д — 3,5 В; Тхадод = 10 А; Тх хд е = ЗО Гь Расчет коллекторной цепи: 1. Амплитудэ переменного напряжения где принято с запасом Р«ю бО Вт, э напряжение Ек снижено нв 0,5 В по сравнению с Еэ. 2. Напряжение Ехю з = 29,5+ 1,3 24.21 = 60,97 < 70 В. 3. Амплитуда первой гармоники тока 7„« = 2 00/24,21 = 6,6 Я, 4.
Постоянная составляющая тока ухе = (0,319/0,5) 6,6 = 4,21 А < 10 А. 5. Так 7 дмх = 4,21/0,319 = 13.,2 А < ЗО А. б. МаксимальнаЯ мощнаст«ч потРеблЯемаЯ от источНика коллектоРного питания, Р,„= 29,5 ° 4,21 = 124,2 Вт. 7, КПД коллекторноа цепи Э = 80/124,2 м 0,644. 8. Максимальная рассеиваемая мощность Рв в = 124,2 — 80 ° 0,7 и 68,2 Вт. 9. Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки и к.в*к = (24,21) /(80 2) = 3,66 Ом Расчет входной цепи: 1.
Сопротивление /гд,д — и 30/2 ° 3,14 200 10с ° 2850 ° 10 вэ = 8,4 Ом; сопротивление Лев = 30/2 ° 3,14 - 200 ° 10 ° 120 ° 10 тэ = 200 Ом. 2. Коэффициент Х = 1+0,5 ° 2 ° 3,14 ° 200 10е 120 ° 10 тэ -366= 1,276. --- ° -- - в=вл тттта'чит~ я, = л (нв частоте 30 МГц). 4. Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе ь....-~-в, ~тттЯ1тд тн .в= дв 5. Постоянные составляющие бедового и эмиттерного токов 1ес = 4 21/30 = 0 14 79 1 с = 4 21+ Ов14 = евзб А.
6. Напряжение смещения на эмиттерном переходе в. = - ..в,, дтт~ отпевал к , вен в - - вв в. 7. Значения Ьэ ов, гввоэ. Д ов и Оввоз. бввоз = 3 + 3/1„276 = 5,58 нГн; гв„ОЭ = (1/1,276)(1+ 0,5 ° 2 ° 3, 14 ° 200 ° 10 ° 34 ° 10 вэ . 3,66) - 0,5.~. +0,5 ° 2 ° 3,14 ° 200 ° 10 ° 3 ° 10 е! = 1,44 Ом; а *оэ = (О 5/1 276) 1 44+ 8,4(1 — 0,5) = 1,4 Ом; С „оз = 30/2 3,14 ° 200 ° 10 ° 1,4 и 0,02 мкф. 8. Реэистивная и реактивная составляющие входного сопротивления гв* = 1,44+ 1,4Д1+ (30 30/200) ! = 1,51 Ом; .„„=2 314.30 10е 558.10-в — 1,4.(30.30/200)/(1+(30.30/200)э! = О756О .
9. Входная мощносп Р = 0,5(2,48)э ° 1,51 = 4,6 Вт. 10. Коэффициент усиления по мощности Вл = 80/4,6 м 17,34. 11. Максимальная мощность, рассеиваемая в трэнэнсторе, Ре, = 68,2+ 4,6 и 72,8 Вт. 2.4. Расчет ГВВ на МДП-транзисторах Современные мощные полевые МДП-транзисторы по частотно-мощностным показателям догнали биполярные. Благодаря ряду преимуществ перед биполярными (см. 3 1.3) их все щире используют в мощных каскадах передатчиков.
Расчет стоковой цепи МДП-транзисторов ГВВ можно выполмять по той же методике, что и для биполярных, изложенной в 3 2.3. Методика расчета входной цепи ГВВ на МДП-транзисторах, включенного по схеме с ОИ, составлена на основе [2.7). При известных из расчета стоковой цепи первой гармоники тока стока 1с1 и нагРУзочном сопРотивлении Век паРаметРы вхоДной Цепи рассчитывают в такой последовательности.
1. Амплитуда перемвнмого напряжения на кемале У„,и = 1,1(1+ +В к/Вт)/Я71(р). 2. Напряжение смещения на затворе Еэ„= Еотс — (/кевсозд. 3. Максимальное напряжение на затворе жЕ,и х = Е, ~ Ук,и к. С Евк.доп. 4. Амплитуда тока затвора (2.25) 1, = хгя/Свв,„(1 + В „/Вт)1,э/Б71 (8), где Х = 1+ [71(Р)ВВ Ве/(В ° + Ве) + 1)Свс/Ск озкОИ Ев + 1'в/Х ои = г + [ + гя + (1 /С )Я71(9))/Х: С-ои = хС« /[1+ "В71(р)].
(2.26) 6. Резистивная и реактивная составляющие входмого сопротивлемия гвк = гвкои' иек = гя/ьэкои 1/(ги/Свкои). (2.27) 7. Входная мощность Рвк — — 0,51,гз„. 2 8. Мощность, рассеиваемая в транзисторе, Ррэ« = Ро — Рз+ Рек. 9. Коэффициент усиления по мощности рассчитывают по (2.20). Из (2.25) видно, что для получения постоянной мощности Р1 = = сопз1 при В „= сопз1 в диапазоне частот /и.../э амплитуда тока затвора 1, должна линейно нарастать с частотой, входная мощность— по квадратичному закону, а коэффициент усиления по мощности будет снижаться с ростом частоты на 6 дБ на октаву. Отметим, что на относительно низких частотах = 2..в с.—.
' = 2...с,„.„ входное сопротивление МДП-транзистора можно считать емкостным 1/гх /Сзкои и тРанзистоР подобно злектРонной лампе в схеме с ОК пРи работе без тока первой сетки управляется гармоническим напряжением на затворе, амплитуда которого (/, = 1,/Е,„= (1+ В.к/В;)(1+7,(р)я „)1„/В71(р) (2.29) не зависит от частоты. При таком допущении Р к -+ Ог КР— в оо. 5. Значения Ьяхои гзкои, С ои в эквивалентной схеме входмого сопротивления транзистора на рис.
2.9,в: 116 117 31,г [То(к — В) — 0,5уг(к —, В)] 2к/т.у1 (В) гкзиг = гкзи (1 — Юзо) + (0,59»г) а = 1+ 2х/т'у1(В)С Как' б = 27Г/тТ1(В)Сс»1гкзига' х = 1+ С„1/С„1 + 2я/ Ть(В)СОВ 1 'кь(В) Ес — Есо 1с1 = 0,5 ао(В) г, + г (2.31) 118 119 2.5. Расчет ГВВ на транзисторах с барьером Шоттки Для электрического расчета генератора на полевых транзисторах с Барьером Шоттки (ПТШ) используют параметры транзисторов, приведенные в табл. 1.3. Приводимая ниже методика расчета составлена на основе [2.8]. 1. Если есть ограничение на максимальный ток стока, оценивают максимально возможную мощность, которую может обеспечивать цепь стока транзистора в граничном режиме: Ры~~ —— 0,5аг(В)1сизс[Š— Е,о — ао(В)1 и (г, + ги)], (2.30) где 1,„„— ток насыщения или максимально допустимый ток стока; Есо — пороговое напряжение стока; г, и ги — сопротивление материала стока и истока транзистора; Е, — напряжение питания стока, которое обычно выбирают равным паспортному значению на данный транзистор.
Если оговаривается максимально допустимое значение напряжения на стоке Е,и ими то должно обеспечиватьсЯ Ес ( 0,5(Еси »си + Есо). Для достижения наибольшего Кр угол отсечки тока стока В выбирают равным 180' (режим А) или 120' (режим АВ). Часто расчеты проводят для двух режимов, которые сравнивают по КПД и Кр, и выбирают наилучший. На пониженных частотах, когда имеется достаточный запас в Кр, берут В = 90' (режим В) 2. Определяют амплитуду первой гармоники тока стока из (2.30) при замене 1с изс = 1сь/аг(В) где мощность Р,| задают в 1,1...1,2 раза больше мощности, требуемой в нагрузке Ри.
Одновременно Р,1 не должна превышать Рс1 . При выборе Ри используют экспериментальные данные табл. 1.3 и [1.2-1.4]. 3. Рассчитывают амплитуду напряжения первой гармоники на стоке в граничном режиме Усгтр = Ес Есо [ао(О)/а1(О)]1с1(гс.+ ги). (2.32) 4. Находят эквивалентное сопротивление нагрузки Кзк = Усгтр/1сь приводимое к генератору тока стока с*, на рис. 1.5,б. 5. Определяют постоянную составляющую тока стока 1,О = [ао(В)/аг(В)]1с1 И МОщНОСтЬ, ПптрсбпяЕМуЮ От ИСтОЧНИКа ПятаНИя, ' 1 Π— Ес1со. б. Вычисляют усредненные по первой гармонике емкости С,к и С,: Сэ»1 = Сэк/(1 — Я~о); С~г = Ссз(1 — Юзо) где б)зо = -[1сосозВ/2я~/То(В)+Сс»Ес]/2С»кЕО' Ес = Ес 1со(гс+ги)' Ео = Еф + ]Е,тс]; Еф = 0,8  — контактная разность потенциалов барьера Шоттки.
7. Рассчитывают усредненное значение сопротивления канала по первой гармонике: где Щ = ~ +Сс»У1~; уг(л — В) = — яп (к — В). 1 2 э 2СзкЕО ~2к/тТ1(В) Зл 8. Для расчета сопротивления и, характеризующего влияние оБратной связи в ПТШ, сначала определяют несколько вспомогательных коэффициентов: где Со = С г + Сск(1 + Сс г/Сэкг), и затем г = 2гг/тЪ(В)1гс2Г+ б(йэ~ — ги — 2г,) + г„(Х вЂ” 1) — г,(Х вЂ” 1) . 9, Рассчитывают выходную мощность: Ри кс О,бф(В» — г — ги + [//Ы~(В)] " ). Если Р„более чем на 20...30% отличается от требуемой, необходимо в (2,31) задать скорректированное значение Р,ь .10.
Определяют резистивную и реактивную составляющие сопротивления нагрузки Уи' = В;+)Хи', которая должна приводиться к выходу кристалла транзистора (к точкам 2-2 на рис. 1.5,6), для того чтобы обеспечивалось реэистивное эквивалентное сопротивление нагрузки Я,и для генератора тока стока 1„: Л.. — г, — г. + [///,Тг(В)]гг 1+ [///,Т,(В)]г[(у — 1)э+ 2б] ' [//Ут Ть(В)] 1+ [///туг(В)]г[(У 1)г+ 2б] -2и/~Т1 (В) Еи + [///туг (В)]" [2к/т71(В) 1 »(Х вЂ” б — 1) — гиб). 11.
Рассчитывают значения элементов входного сопротивления кристалла транзистора Ь»к, С „и г»к (в точках 1-1 нв рис. 1.5,В): 1 и зс 1»/и; С, = ХС»»1/[а+2к/туг(В)С»к,ги]; г „= и, + [2к/тт1(В)1сс + ги + агкыэг]/т. 2ог у'агг 1оеу аоод Рмс. 2.10 У ю Х ( )1»1. (2.33) 0,53 7 — 0,6 7,» ю0,5 — ' 0405 3+25 = 0,1 А. 0,405 1»е = — 0,1 = 0,076 А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
