Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 6
Текст из файла (страница 6)
И поскольку инерционность процессов в ЭП прежде всего приводит к понижению выходной мощности и КПД ГВВ с такими приборами, то для понижения зависимости параметров ГВВ от степени инерционности ЭП их стали выпускать для разных диапазонов частот с различной инерционностью (в лампах для более высокочастотных диапазонов уменьшают расстояние между электродами, в БП уменьшают толщину базы, в ПТ делают короче канал и уменьшают, толщину области дрейфа). Вследствие этого при использовании в ГВВ, например, лампы с граничной частотой 250 МГц можно считать, что она безынерционна, если рабочая частота ГВВ не превышает 200...250 МГц. Похожая ситуация имеет место и для транзисторов. Таким образом, практическая необходимость учета инерционности процессов в ЭП была значительно снижена.
В большинстве современных методов анализа ГВВ предполагают, что ЭП вЂ” безынерционный, и учитывают лишь его нелинейные характеристики. В ГВВ с БТ, как показано в з 2.! 6, учет инерционности процессов сведен к учету частотной зависимости параметров транзистора.
Все имеющиеся и разрабатываемые методы анализа и расчета ГВВ, учитывающие только нелинейные свойства ЭП, различаются в основном лишь способом аппроксимации характеристик ЭП. В З 2.3 был кратко рассмотрен графоаналитический метод, в котором используются непосредственно СХ ламп. В последующих разделах детально рассмотрен метод анализа ГВВ, основанный на аппроксимации СХ ЭП отрезками прямых параллельных линий с постоянными значениями крутизны и проницаемости. Имеются методы, в которых СХ аппроксимируются веерообразно расходящимися прямыми (учитывается непостоянство крутизны и проницаемости), степенными рядами, математическими функциями (например, логарифмами или арктанген- сами и др.).
В последнее время разработаны и продолжают совершенствоваться машинные методы анализа и расчета ГВВ с нелинеиными и инерционными ЭП, использующие математические модели электронных приборов. Это направление в анализе ГВВ весьма перспективно, поскольку оно позволяет учитывать максимум особенностей ЭП, рассчитывать с желательной точностью характеристики (например, коэффициенты нелинейных искажений), которые невозможно получить при использовании других, более простых методов, Однако ввиду чрезмерной сложности общих методов, учитывающих как нелинейные, так и инерционные свойства ЭП, в Э 2.!8 приводатся соображения о разработке компьютерных моделей ГВВ, использующих реальные нелинейные СХ и пригодных для диапазона частот, где ЭП может рассматриваться как безынерционный прибор.
2.5. ИДЕАЛИЗАЦИЯ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ Наиболее простой метод анализа работы ГВВ с различными ЭП основывается на использовании простейшей аппроксимации СХ, которая называется идеализацией. Эта аппроксимация выполняется по следующим правилам: 1. Каждая из СХ заменяется отрезками прямой, которые наиболее точно аппроксимируют участки статических характеристик с наименьшей крутизной.
2. Линия граничного режима аппроксимируется в соответствии с п.! отрезком прямой. 3. В тех областях, где семейство СХ расходится веерообразно из одной точки (см. рнс. 2.3,б и 2.5,а,б), все СХ аппроксимируются одним отрезком прямой, который является аппроксимацией СХ в середине веера. 4.
В активной области (в области ННР) все отрезки аппроксимирующих прямых должны быть параллельны и находиться на одинаковом расстоянии друг от друга, если перепады между напряжениями, при которых снимались СХ, одинаковы. Следует заметить, что, поскольку СХ токов управляющих сеток триодов и тетродов и тока экранирующей сетки тетрода существенно нелинейны, нх обычно не идеализируют.
Имеющиесх методы расчета параметров цепей этих сеток (ем. э 2.10) очень просты и дают достаточно точные для инженерных расчетов результаты. На рис. 2,10 показаны примеры идеализации СХ различных ЭП. Для генераторных триодов (рнс. 2.! О,а,б) каждая СХ анодного тока аппроксимируется тремя отрезками: первый совпадает с осью абсцисс при е„. < 0; второй совпадает с линией граничного режима; третий аппрок- 30 сим пруст СХ в активной области. Линия гранич ного режима исходит из точки 1, = О, е, = О.
В системе анодно-сеточных координат (см. рис. 2.10,0) линия граничного режима проходит в области е, > О. Семейство идеализированных характеристик триода полностью определяется следующими четырьмя параметрами: крутизной характеристики анодного тока Я = А!,(Ае,~, . „„; крутизной линии граничного режима Я = (,/е, (рис. 2.!!); проницаемостью управляющей сетки Р = Ье/ое, при 1, + 1, = 1, = сопзц сеточным или анодным напряжением приведения Е, или Е, .
Йапряжения приведения определяются следующим образом: сеточное напряжение приведения Е,е равно напряжению на управляющей сетке, при котором идеализированная характеристика анодного тока в координатах („е, проходит через точку е, = 0; 1, = О. Анодное напряжение приведения Е, соответственно равно напряжению на аноде, при котором идеализированная характеристика в анод- но-сеточной системе координат проходит через точку е, = 0; 1, = О.
Идеализированные характеристики анодного тока для типичного генераторного тетрода показаны на рис. 2.10,в,г. Вследствие малой совместной проницаемости управляющей (Р, = Ле,Л~г,з при 1, = сопи) и экранирующей (Рз = Ае,~ле, при 1, = сопз1) сеток (Р,Р ~ 0) идеализированные характеристики („ горизонтальные на рис. 2.10,в, представлены одной прямой на рис. 2.10е. При обсуждении явления перераспределения катодного тока (см. $ 2.2) приведено объяснение, почему линия граничного режима (см.
рис. 2.10,в) может быть принята вертикальной прямой, исходящей из точки е, = е„ч, ~ Е, . В анод- но-сеточной системе координат все идеализированные характеристики тока 1, начинаются в точке Е, (напряжение отсечки); правее точки Е', (е, > Е',) все характеристики собраны в одну, от которой отщепляются характеристики при разных напряжениях на аноде. Все семейство идеализированных характеристик тетрода характеризуется также четырьмя параметрами: напряжением на экранирующей сетке Ееп при изменении которого изменяется напряжение отсечки анодного тока: Е', = —.Р, (Еы — Ест) напряжением приведения экранирующей сетки Е, „т. е. напряжением на экранирующей сетке, при котором наклонная часть характеристики 1,, в координатах е„(„исходит из нуля; совместной проннцаемостью управляющей и экранирующей сеток Р(Р = Р,Р ); крутизной характеристики анодного тока 5 = Л 1„. / Л е„.
при еь = сопз1 и Ем = сонэк 31 е, ЕсЕсЕс О Е„е, О2 о е,„р еа Ес о е, 4 а) ск д~ е„е ЕО ез ее Рис. 2.! О. Идеализированные статические характеристики га (а Га вак р в„р ва р вагр ва а/ я/ Рнс. 2.11. Статические характернстнкн н аннан граничного реннмв двв триодов (а) н тетродов (б) При идеализации характеристик выходного тока БТ и ПТ обычно учитывают, что при сравнительно малых значениях выходной ток не зависит от напряжения на выходном электроде (коллекторе, стоке). Поэтому идеализированные характеристики выходного тока в координатах е,„„, /,„„представляют собой горизонтальные прямые, соответствующие тому или другому входному току / (для БТ) или напряжению на затворе ез (для ПТ) (см. рис. 2.10,д).
На рис. 2.10,е приведены идеализированные входные и проходные характеристики для БТ. Аналогичные характеристики можно построить и для ПТ. Для описания семейства идеализированных характеристик БТ используют: крутизну линии граничного режима Я = /„/е„„,; крутизну характеристики коллекторного тока ое = Л/к/Жя при ек = сопя(. Чаще этУ величинУ Я,. = 1) называют Усилением тРанзистоРа по току в схеме с ОЭ; напряжение отсечки, т.е. напряжение на базе ея = Ея, при котором имеет место отсечка коллекторного тока.
Для ПТ с той же целью применяются крутизна линии граничного Режима Я,р = 1с /е,, напРЯжение отсечки еэ = Е'э и кРУтизна хаРактеРистикитокастокао =Л/с/Лез пРи ес = сола(. При использовании идеализированных характеристик для анализа ГВВ на транзисторах следует учитывать, что результаты анализа имеют достаточную точность для БП лишь в области низких частот (десятки- сотни килогерц), для ПТ вЂ” в диапазоне ниже 50...60 МГц, а для ПТ с барьером Шотки — ниже нескольких гигагерц. 33 2.6.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИДЕАЛИЗИРОВАННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПО РЕАЛЬНЫМ СТАТИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ Максимально упрощенная система идеализированных характеристик ЭП по сути своей не может с одинаковой точностью описывать их работу в ГВВ в различных режимах. Поэтому, после того как метод идеализации получил широкое применение, были предложены способы определения параметров идеализированных характеристик по реальным, при которых сохранялась удовлетворительная точность анализа ГВВ. Приводимые в справочниках значения параметров Я, 2) обычно относятся к режиму номинальной мощности Р, „при рекомендуемых заводом-изготовителем номинальных питающйх напряжениях Е, „,„, с2 вон' Если же ЭП должен работать не при номинальной мощности или пигающие напряжения не равны номинальным, то параметры идеализированных характеристик для увеличения точности расчетов целесообразно определять по СХ в рабочей области, которая зависит от питающих напряжений Е, и Е,, заданной полезной мощностью Р, и прибдизительного значения амйлитуды импульса анодного (сгокового, коллекторного) тока /, = 5Р,/Е;.
Л и н и я г р а и и ч н о г о р е ж и м а . На СХ 1, отмечают точки а, 6, в в верхней части наиболее изогнутого участка характеристик и проводят через них линию (см. рис. 2.11). Затем эта кривая линия заменяется прямой, которая для триодов и транзисторов исходит из точки е, = О; 2, = О, а для тетродов проходит вертикально. На уровне 2, на линии граничного режима отметим точку А. Проекция этой точки на ось е, отмечает остаточное анодиое напряжение, равное граничному: аост агр Крутизна линии граничного режима Я, пропорциональная 2яа, может быть найдена из выражения Е =2, /Е, Крутизна характеристики анодного тока Я определяется по реальным СХ с учетом нижнего сгиба последних.
Отложив на характеристике, снятой при Е,/2, точку А (рис. 2.12), проведем через нее прямую 1 до соединения с точкой отсечки анодного тока Еси касательную к характеристике 2, пересекающую ось абсцисс в точке Е„, и перпендикуляр к оси абсцисс, пересекающий ее в точке Еы. Крутизна идеализированных характеристик Я определяется как среднее арифметическое крутизны линий 1 и 2: Е~ = га «ко/(~су Есд ~ 52 га ажз/(Ест с2)' Е % ЕФЕ Злясь козффиииент «5» учитывает непостоянство крутизны в активной области, а также то.
что Е. >22ь в ННР и ГР. 34 Ье, Еаз — Еы 23 = — '). = ' ' (если 1,<с1а). 2зе '. ""и ет — еп а еа еа Для генераторных тетродов проницаемость обеих сеток 23 для анод- ного напряжения определяется так же, как и для триодов, однако значения 23 для тетродов обычно в 5...) 0 раз меньше, чем для триодов. Для определения проницаемости управляющей сетки 231 в тетроде следует использовать характеристики 1', =Яеы е, ), изображенные на рис. 2Л 5. Проницаемость ес см Еса ссз ес д е Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
