Петров Б.Е. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах (1989) (1095875), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Таким образом, первое условие коррекции (1.44) )~нор Снов тр. Сопротивлением го можно пренебречь, если 1Е, р~ )) гд, где г„., — 'ы — —. ° -р -- ~рр ы р нм 1 +1мо нор Скор цепочки. Итак, второе условие коррекции Йнор ттта ек, о.—,- Учитывая (!.44) и (1.40), запишем это условие в виде, удобном для расчета: и;и ... виУт~йгн'.
(1.45) Чтобы устранить искажения формы импульсов коллекторного тока, связанные с различной длительностью переходных процессов при открывании и закрывании эмиттерного перехода, необходимо скорректировать частотную зависимость Кн и при закрытом переходе. Для этого наряду с цепочкой Р„,рС„,р параллельно входу транзистора нужно включить сопротивление Р, (рис.
1.21, 6). Условие коррекции при закрытом эмиттерном переходе Р, С, =тр. (1.46) Сопротивление го не нарушает это условие, поскольку на тех частотах, где применяется коррекция, выполняется неравенство гз (( 11(озСз). «хая и/ У б) Рис, 1.21, Базовая коррекпия в биполярном траизисторе при откры- том (а) и закрытом (б) змиттериом переходе Сопротивление Р, практически не оказывает влияния на условия коррекции при открытом р-п-переходе, так как оно существенно выше входного сопротивления открытого транзистора. Соотношения (1.44) — (1.46) позволяют рассчитать параметры корректирующих цепочек при базовой коррекции.
Практика показывает, что базовая коррекция эффективна только в том случае, когда Р (Р,. (1. 47) Замечание. Несмотря на то что постоянная времени цепочки РЭСк,в, равная тр, найдена в предположении малого сигнала, она остается такой же и при большом сигнале. Это следует из решения дифференциального уравнения, описывающего процессы в открытом эмиттерном р-л-переходе (см. формулу (П.
3.1)1. Таким образом, полученные условия коррекции справедливы как для малого, так и для большого сигналов. Если применена корректирующая цепочка, то восстанавливается симметричная косинусоидальная форма импульсов коллекторного тока, причем импульсы оказываются синфазными с напряжением между точками Б" — Э (см. рис. 1.21). Поэтому при анализе и расчете режимов целесообразно включить элементы коррекции в эк- 39 вивалентную схему транзистора и вместо реального транзистора рассматривать транзистор, имеющий электроды Б", К, Э (рис. 1.22, а).
Змиттериая коррекции. Корректирующую цепочку можно подключить к эмиттерному выводу транзистора (рис. 1.22, б). В приложении 4 выведены соотношения для расчета параметров корректирующих цепочек в случае эмиттерной коррекции: (1. 48) (1. 49) М„ор=(З .. Б) —,и ~г)+(Ир)* (1.50) где т = 1!го; го = 2п)' . Эмиттерная коррекция эффективна при выполнении неравенства (1,47), я 4' гещ ялщ г» л Э' Э ф б7 ау Рис. И22.
Схемы траизистора с цепями базовой (а), змиттериой (б), упрощеииой змиттериой (а) и упрощеи- иой базовой (г) коррекции На практике часто применяют эмиттерную коррекцию в упрощенном варианте (рис. 1.22, в). Здесь вместо двух корректирующих сопротивлений )скор и Й включено одно: )ч'нор = )ч корйз1())пор+ +йз). Эмиттерная коррекция, как и базовая, восстанавливает форму импульсов тока ги (оз1), который синфазен с напряжением между точками Б — Э" (рис. 1.22, б, в). Таким образом, в дальнейшем целесообразно рассматривать транзистор, имеющий электроды Б, К, Э".
Срваиеиие базовой и змиттервой коррекции. Примевеиие корректирующих цепей позволяет: выравнять частотиые зависимости энергетических параметров усилителя Рь Чь К,„ослабить влияиие даииого каскада иа предшествующие из-за возрастания его входного сопротивления; устранить высокочастотиые искажеиия коллекториого тока, что позволяет рассчитывать режим траизистора по общей методике с помощью а-или т-коэффициентов.
Эмиттериая коррекция обеспечивает дополиительиое преимущество, состоящее в том, что ослабляется влияние травзистора иа выходиую согласующую цепь. Позтому более целесообразво использовать коррекцию в цепи змит- 40 тера. Однако с повышением частоты змнттерная коррекция становится менее зффектнвной, чем базовая. Объясняется зто тем, что шунтнрующее транзнстор соцротнвленне й ярн змнттерной коррекцнн существенно меньше, чем прн базовой (цоскольку т СС та), н теряется на фоне возросших сопротнвленнй нндуктнвностей выводов. Такам образом, с ростом частоты целесообразно лереходнть на базовую коррекцию. В 1.11.
Расчет режима маломощного биполярного транзистора на повышенных частотах Воспользовавшись преимуществами, которые дает применение корректирующих цепочек, будем считать целесообразным в маломощных УМ на повышенных частотах использовать транзистор с цепями коррекции. Для расчета режима его работы применим методику, изложенную в $1.7. Поскольку управляющим напряжением транзистора с коррекцией является напряжение между электродами Б" — Э либо Б — Э", которое существенно отличается от иб, то изменяются и переходная характеристика 1„(и„) и ее параметры — крутизна и напряжение отсечки. Параметры переходной характеристики транзистора с цепями коррекции. Чтобы найти крутизну переходной характеристики Вк = Й„/бит (и„" — управляющее напряжение на входе транзистора с коррекцией), нужно рассчитать коэффициент передачи напряжения Ки = (/„,/с/„~ и воспользоваться соотношением, связывающим(„с иеш Зная Ки, можно найти и напри(кение отсечки транзистора и" .
В приложении 5 дан вывод соответствующих формул. Для базовой коррекции В//ч аош (1,51) (1.52) Для эмиттерной коррекции В" ж1Я р, (1. 53) а напряжение отсечки рассчитывается по (1.52). Для упрощенной эмиттерной коррекции В» рассчитывается по (1.53), а и," = и„,. Из соотношений (1.51) и (1.53) следует замечательное свойство транзистора с цепями коррекции: крутизна его переходной характериспшки почти не зависит от параметров транзистора. Таким образом, применение корректирующих цепей повышает стабильность работы усилителей, ибо естественный разброс параметров транзисторов практически не влияет на режим. Входная проводимость транзистора с цепями коррекции.
Как видно из рис. 1.20, б, зависимость между входным током и напряжением транзистора с коррекцией такая же, как у параллельной /7С-цепочки. Поэтому при расчете входной согласующей цепи заменим транзистор параллельно соединенными /т, и Саю причем по аналогии с (1АЗ) Я„= В/(5"у, (8)). 4! 1 т =!О зс; = 2 (/т+/р) = Сна Ж 0 ЗСн =5 пФ; гг Гттс -т|Г !+В /7з = ти/Сз = 18,2 () м; гв = тое/Сна = 24 Ом; (Ю,+/(..р) и Скор = — = 77 пФ, /скор = 130м; Крутнзна переходной характернстнкн транзнстора с коррекцней Вн = = 1//7кор = 0,14 А/В.
Расчет режнма. Здесь представлены результаты одного нз варнантов расчета. Выберем напряженке нсточннка пнтання, всходя нз условна Ен ~ ч~ и„н/2. Пусть Еп = !О В. Угол отсечкн О установнм равным 90', тогда ух = О;5, у = 0,32. Прнменнв расчетные формулы 6 1.7, получнм: /„,=Т,В ив!=о.ийА: /„,=у В"и",=о,ойА; !и шах=Внииа! (1 — сов о)=0,28 А, т. е. (и шах ~ (иден =0,4 А' йгр-! — — '""'* =О,66; ин,=йгрЕп=8,6В! Вгр Ен и„, /7„= — =61,5Ом; Р,= — /„,и„,=О,ОВт; г Ре=lнв Ел=0,9 Вт; Ррас =Рэ — Рг=0,3 Вт, т е.
Ррае ~ Рази=0,5 Вт, г)т=р,/Ре 67з41 Еем=иоте=о 6В. Прнмер расчета. Рассчнтаем режнм работы бнполярного транзистора. включенного по схеме ОЭ, в уснлнтеле с колебательной мощностью Рз = О,З Вт н макснмальной рабочей частотой / = 15 МГц прн напряженйн возбуждення ибх = 2В. Выбор транзнсторя. Транзнстор выбнраем, учнтывая заданную колеба. тельную мощность Р, н допустнмую мощность Рп, рассенваемую коллектором. На основаннн (1.2) н (1.3) запншем Рв = Р, (1 — ч),)/ч),. В большннстве случаев электронный КПД з), = 50 ... 70 зб, поэтому Рр, — — (0,4 ... 1) Р,.
Итак, следует выбрать транзнстор, мощность Рн которого нмеет тот же порядок, что н заданная мощность Р,, В рассматрйваемом примере можно прнменнть транзистор КТ617А, для которого Рп = 0,5 Вт (см. прнложенне 6). Для расчета необходимы слелующне параметры транзнстора: /г = 150 МГц; Св = 15 пФ; котс = 0 8 В; ин доп = 20 В; !„дон —— 0,4 А; Сз = 50 пФ; Прнмем В = 20 н по (1.41) найдем граннчную частоту /р — — /!/В = ьа 7,5 МГц.
Так как /, = 15МГц, что больше 0,5/р, то для ослабленна влняння янерцнонностн транзнстора на энергетнческне параметры УМ прнменнм цепь коррекцнн (выберем эмнттерную цепочку в упрощенном варнанте— рнс. 1.22, в). Для расчета цепн коррекцнн воспользуемся соотношеннямн (1.46) — (1.50), (1.40) н (1.42): Проверни, выполняется лн условие 1ио х1ч..)иб дон1 Так как амплнтуда входного напРЯженнЯ сгбг — — 2В, то макснмальное отРнцательное напРЯженне на входе скорректнрованного транзистора )ика1н = 1Е „ — 1/бг1= = 1,2 В, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
