Расчёт транзисторного усилителя мощности

Перейдём непосредственно к расчёту генератора с внешним возбуждением (в формулах индуктивности выводов необходимо подставлять в наногенри, емкость переходов – в пикофарадах, рабочую частоту f и граничную расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru - в мегагерцах).

Исходными данными для расчёта являются выходная мощность Р1, рабочая частота f и температура среды расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru .

1. Коэффициент использования транзистора по коллекторному напряжению в граничном режиме

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

где расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru – мощность, развиваемая эквивалентным генератором тока на выходе транзистора; расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru – крутизна линии граничного режима, вычисляемая по формуле (3.1). Если под знаком корня получается отрицательное значение, то принять расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru согласно формуле (3.2).

В схеме с ОЭ за счёт прямого прохождения части энергии со входа на выход

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

В схеме с ОБ, наоборот, за счёт положительной обратной связи часть энергии с выхода поступает на вход и

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

2. Амплитуда напряжения эквивалентного генератора (ЭГ)

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

3. Амплитуда тока первой гармоники ЭГ

Iг1=2Pг/Uг

4. Пиковое напряжение на коллекторе транзистора не должно превышать допустимое

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

5. Сопротивление нагрузки ЭГ

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru .

6. Крутизна по переходу

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru .

где температура перехода расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru можно принять равной предельно допустимой, т.е. равной (120-150) расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru для кремниевых транзисторов.

7. Сопротивление рекомбинации неосновных носителей расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru и крутизна статистической характеристикой S транзистора вычисляются по формулам (2.2), (2.3).

8. Напряжение смещения на базе транзистора примем равным нулю: расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru При этом угол отсечки расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru импульса тока ЭГ близок к 90 расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru . Более точно угол отсечки расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru находится как корень уравнения расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru :

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru (3.3)

где с расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru - емкость эмиттерного перехода, пФ; расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru - граничная частота, МГц; Е’ – напряжение отсечки тока транзистора (для кремниевых транзисторов равное 0,7В); S – крутизна транзистора, А/В.

Уравнение (3.3) можно решить на ЭВМ, используя, например, итерационный метод Ньютона – Рафсона:

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

где производная

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

9. Затем находим коэффициенты разложения для нулевой и первой гармонических составляющих расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru ; расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

10. Пиковое обратное напряжение на эмиттерном переходе

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru .

Далее рассчитываем комплексные амплитуды токов и напряжений первых гармонических составляющих.

11. Управляющий ток

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru ,

где расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru =0,4/(2 расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru )- время пролета неосновных носителей.

12. Ток эмиттера расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

13. Напряжение на сопротивлении расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru с учетом индуктивности расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

14. Первая гармоника напряжения на переходе

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

15. Напряжение на расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru -активной емкости коллекторного перехода

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

16. Ток через емкость расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

17. Ток через сопротивление расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

18. Напряжение на расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

19. Напряжение на расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru - пассивной емкости коллекторного перехода

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

20. Ток через расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

21. Сопротивление потерь коллектора расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru , приведенное к параллельному эквиваленту относительно пассивной емкости коллекторного перехода:

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

22. Ток источника возбуждения транзистора

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

23. Напряжение на индуктивности вывода базы

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

24. Напряжение возбуждения транзистора

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

25. Первая гармоника тока коллектора

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

26. Амплитуда напряжения на нагрузке для схемы с ОЭ

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

для схемы с ОБ

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru .

27. Входное сопротивление для первой гармоники в схеме с ОЭ

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

для схемы с ОБ расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

При проектировании цепей согласования иногда требуется параллельный эквивалент входа транзистора (например, для цепи согласования в виде П - цепочки). Для этого удобней воспользоваться выражением для входной проводимости

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

28. Мощность возбуждения для схемы с ОЭ

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

для схемы с ОБ

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

29. Мощность в нагрузке

для схемы с ОЭ

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

для схемы с ОБ

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

30. Постоянная составляющая тока коллектора

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

31. Потребляемая мощность

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

32. Коэффициент полезного действия

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

33. Коэффициент усиления по мощности

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

34. Допустимая мощность рассеяния транзистора

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru ,

где расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru , расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru - допустимая температура перехода и температура корпуса транзистора соответственно; расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru - тепловое сопротивление перехода – корпус транзистора расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

35. Мощность, рассеиваемая в транзисторе, не должна превышать допустимую

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

36. Сопротивление нагрузки на внешних выводах транзистора

расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru

Если в результате расчета для схемы с ОЭ коэффициент усиления мощности отличается от типового в пределах расчёт транзисторного усилителя мощности - student2.ru то параметры эквивалентной схемы были оценены правильно.

Наши рекомендации