Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Однако по мере роста рабочей частоты они увеличиваются, и при тл = от величина их почти достигает значения амплитуды тока возбуждения 1в, а <ря м 90о. Импульсы коллекториого тока имеют место тогда, когда открыт эмиттерный переход (интервал 3 — 6Г: Форма импульса коллекторного тока несимметрична, поскольку передний фронт импульса определяется всеми элементами внешней и внутренней базовых цепей на интервале, когда эмиттерный переход закрыт, и элементами С, и т на интервале 3 — 4.
Задний же фронт импульса тока Г, определяется только параметрам н эм итгерного перехода С, т . Вследствие этого при увеличении ~нас Лк Рис 2.44. Эквивалентная стена коллекторноа цепи 8!. Рис. 245. Эепоры токов и иапркжеиий в БТ 82 рабочей частоты сверх ая длительность и амплитуда отрицательного импульса базовоготока увеличиваются удлиняется импульс коллекториого тока и увеличивается угол отсечки 6 коллекторного тока 1к.
Теоретически и экспериментально доказано,' что если постоянная времени базовой цепи неизменна как приоткрытом, так и при закрытом змнттерном переходе, то импульс г'„оказывается симметричным и приближается по форме к усеченному косииусоидальному импульсу (рис. 2А6). С учетом условия Ял» ИФСр постоянная времени базовой цепи при закрытом змнттерном переходе т„= Я„К„С,/()(, + Ял). Постоянная времени открытого перехода т = С гя. И, следовательно, условие симметричности импульсов коллекторного тока р» можно записать в виде (2,58) т = тя'= С„г = )8гй Сз/(Яг+ й ).
Отмечалось, что БТ можно включить в ГВВ по схеме с ОЭ, ОБ н ОК. Благодаря сильной внутренней отрицательной обратной связи (емкости С„С, С„рис.'2,4!) БТ устойчиво работает в схеме с. ОЭ на очень вйсокнх частотах. Включение БТ по схеме с ОБ используют редко (на СВЧ) из-за малого входного сопротивления транзистора, На рис. 2.43,п приведена схема ГВВ с резистивной нагрузкой. Предыдущий каскад представлен генератором тока возбуждения. Его эквивалентные параметры: ток 1г и; выходное сопротивление Я,.
Дополнительное сопротивление квси и источник Ея образуют цепь смещения. Коллекторная цепь выполнена по параллельной схеме. В таком ГВВ транзистор может быль либо только в активном состоянии (класс А, недонапрвкенный режим), либо поочередно в состояниях активном н отсечки (работа с отсечкой т",, режим недонапряженный), либо поочередно в состояниях отсечки, активном и насыщения (квазиключевой режим). Между квазиключевым и недонапряженным режимами имеется так называемый граничный режим, при котором состояние насыщения имеет место на бесконечно малом интервале. Рнс.
2Аб. Форма импульсов коллекгорного тока пви рвзлнчных значениях Ла: (кривая Г); я л (3) 83 На рис. 2.47 штриховыми линиями показаны динамические характеристики и импульсы коллекторного тока 1к для БТ, работающего в этом ГВВ.. Прн малых Я„режим недонапряженныи, ДХ С,Сз либо С2СзС4, импульс (к имеет косннусоидальную форму а,аэа40. В араничном Режиме пРи Я'„= Яи, ДХ СэСзС4, инпУльс коллектоРного тока по-прежнему косинусоидальный. При В„> Я„~ транзистор приходит в граничный режим прн меньших значениях 1Б (точка С, ток 1~~). При дальнейшем Увеличении 1Б коллектоРный ток 1к остаетсЯ неизменным, а импульс 1, псвеучается усеченным сверху и снизу (аэауа40).
Аналогичное изменение формы импульсов получается, если установить Я„= = Яи при ев — е~ (импульс Ь2Ь40), а затем увеличивать ев. Например, при хв — гв ' импульс имеет вид Ь2ЬэЬ40 (Ь2ЬэЬ440). Предельный вид квазиключевого режима, при котором верхний 8, и нижний 8„углы отсечки импульса,коллекторного тока почти равны: 8 и О„называЮт «лючевьан, Подробно этот режим рассматривается в $2.19. Если при работе транзистора иа сравнительно низких частотах Э Б Оизсар ИМПУЛЬСЫ Ея Н ХК ПРЕДСтаВЛЯЮт СОбОй ОТРЕЗКИ КОСИНУСОИДЫ, то по мере увеличения рабочей частоты возрастает относительная ( по сравнению с периодом ВЧ) продолжительность импульсов н, следовательно, реальный угол отсечки тока 1, .
Исследования этого явления привели к следующему результату: зависимость реального угла отсечки 8 на частоте а рт угла отсечки О„„на низких частотах (при тех же токе возбувщения н напряжении смещения) 'к я Ф ахГ у Фм Ф Э ю. Рис. 2.47.
Дииамикеские характеристики БТ 84 можно представить графически в виде семейства кривых 8 =1 (8„„а, Ь) — рис. 2.48. Козффнциенты а и Ь зависят от 8, рабочей частоты а, параметров транзистора и определяются из уравнений = с ° < м.~,~; ь=~-'г ~~~в„, где тз = ге(С, + С„); т = ге (С, + С,). Параметры граничного и недонапряженного режимов ГВВ (см. рис. 2.43,а) рассчитывают после 'выбора транзистора. Тип транзистора прн заданной полезной мощности Р, выбирают по отдаваемой мощности Р „~ Р, и рабочей частоте нз неравенства ее ~2ме.
Нанряжение коллекторного питаимя Е„выбирают нз условия Е„+ + 11к ь е„. Здесь е„, — максимальное допустимое напрюкение на коллекторе (нз справочника), превышение которого может привести к пробою транзистора. Коэффициент запаса К, = е„ /е„„выбирают в пределах 0,7...0,9 в зависимости от требований надежности (см.
гл.!!). Угол отсечки коллекторного тока 8 обычно выбирают в пределах 90' л 8 я! 80'. Углы 8 < 90' обычно не используют, чтобы не повышать максимальное мгновенное напрюкение на базе. Это напряжение также ограничено из-за возможности пробоя змнттерного перехода. По заданным параметрам Р„Е„, 8 и параметрам транзистора (в частности Я„я можно определить козффнциент использования коллекторного напряжения в граничном режиме: = У~Е„= 0,5 0,5'Б — 8Р,М,(6Я Е~. По значениям Р, н (1к можно определить первую гармонику н постоянную составляющую коллекторного тока: 1к,= 2РЯк, 1 з = 1к,ае(8)1а,(8), 4 виФ 4ЯГ хгя хаг М яя Ю л ГЛ М 44 44 4Г Ф 4Г 4Ф 4Г 444 85 а также потребляемую мощность Ре = 1кеЕк, коэффициент полезного действия ц„= Р,!Ре н сопротивление нагрузки Я, = Щ1д,.
В соответствии с (2.52) дла заданной рабочей частоты можно найтн амплитуду тока возбуждения: ь = с„д р ! т,(е) = с„,~Г+' ~й;ггьт,<в>. Выбрав Я, и Е нз (2.58) н найдя Л„= М„й /(М„+ Л ), опрелелаот максимальное обратное напряжение на эмнттерном переходе: =г-ю„л.а ° е4 ~в',т. Это напряженке не должно нревосхсднть екв а„. Напряжение смещення Ев, прн котором БТ работает с заданным углом отсечки 0, определяется как постоянная составляющая Узе= = Е' — Ев напряжения на эмнтгерном переходе, Из рис.2.45,е вндно, что угол отсечки импульсов т~, = к-О, а амплнтуда импульсов г -с„л ~ с+~ту.
Следовательно, Узе = 11 уе (к - О), а напряжение смещения к,=а',-х„ю у~ -е>~ л+ал7щ Это напряжение Ев получают от отдельного нсточннка(фиксированное) нлн в внде автоматического смещения за счет паленка напряжения на сопротивлении Ея: Ев = 1яей . В приведенной выше расчетной формуле для 1ш не учитывается составляющая базового тока, проходящая через емкость С„н коллекторную цепь прн в ю (0,5..А)вп Прн учете этого влияния амплитуда тока с„=хю„;л+'в, т д~~~руе>, гдеу = ГАт+Л~; А =! — вС,Я, Вот,(9)Х/(! +Х~; В=мсл,„,[)+б,у,(ЕИ)+Х)]; Х=б, Ъ, При больших значениях постоянных составляющих токов в цепях базы 1се = 1кф3е н эмитгера 1зе = 1 + 1ке на сопротнвленнях ге н г, возникают заметные напряжения, которые целесообразно учитывать прн расчете Ев. ж,=г,— ~„Р ър -чЯ~Ч7~7+;г *;х Для расчета коэффициента усиления транзисторного ГВВ по мощности Кр = Р,!Р необходимо определить входное сопротивление цепи базы для первой гармоники базового тока 1ш.
8б Входная цепь ГВВ с транзистором, включенным по схеме с ОЭ, приведена на рнс. 2.43,6. На рис. 2.43,а представлена эквивалентная схема входа самого транзистора. Для расчета потребляемой в этой схеме мощности Р следует воспользоваться параметрами выбранного транзистора, приводимыми в справочниках: Ет, ффрв рн рз, р„, Е„Еч, Е„С м 0,3 С, Расчет проводится в следующем порядке: !) вт- 2Чгт' 2) Я'д = Я„й /()(„+ Е! ) = Д,!в С',; 3) 1 оэ = Е е + Е„!Х; 4).„оп=[((+ у,(9) гф„) и+,+ 7,(9) гЕ4IХ; 5) Л оэ = Я'д [! + 7,(9)[- р„оэ + [ге + (! + У,(9) Ре) р,[/Х 6) С,<хэ = Цаги оэ.
)гезистивная и реактивная составляющие сопротивления входной цепи ГВВ сдд = р +).Г находят нз: 7) Ры =Р.доэ+ В оэср + Фв7вг)э)' 8) Х = вЕ., оэ — Щит) )( оэ((! + фев!вг)э[. 9) Р = Еэвр /2 (мощность, потребляемая во входной цепи от источника возбуждения); )О) Кр = Р,!Р (коэффициент усиления ГВВ по мощности). При расчете Яд„оз и С,„оэ их значения могуг оказаться отрицательными. Объясняется это явление тем, что при сравнительно больших значгииях активной части проходной емкости С м(0,2...0,3) С, из цепи коллектора через данную емкость поступает в цепь базы некоторая мощность, вызывающая в цепи эмиттерного перехода ток Екэ, фаза которого совпадает с фазой напряжения на коллекторе н почти противоположна фазе тока Езя в базовой цепи от источника возбуждения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
