Сборник заданий5РПдУ
Задание
Дано:
1. Электронная схема генератора с внешним возбуждением на биполярном транзисторе (рисунок 1).
2. Требуемые параметры:
- рабочая частота f;
- выходная мощность 
;
3. Рабочие характеристики биполярного транзистора:
- крутизну линии граничного режима 
;
- напряжение отсечки 
.
-напряжение коллекторного питания 
;
- сопротивление базы 
;
- сопротивление стабилизации 
;
4. Предельные характеристики биполярного транзистора:
- импульсное (пиковое) значение коллекторного тока 
;
- постоянная составляющая коллекторного тока в непрерывном режиме 
;
- пиковое значение напряжения коллектор-эмиттер и коллектор – базаUКЭmax, U КБmax;
- мощность, рассеиваемая коллектором 
при 
;
- модуль коэффициента передачи тока 
на высокой частоте (
= 100МГц).
5. Выбираемые характеристики схемы
- угол отсечки коллекторного токаΘ.
По данным таблицы 1 рассчитать следующие характеристики схемы.
Коллекторная цепь
1. Коэффициент использования коллекторного напряжения 
.
2. Амплитуда коллекторного ВЧ напряжения 
.
3. Пиковое значение напряжения коллектор – эмиттер Uк пик.
4. Амплитуда 1-й гармоники коллекторного тока 
.
5Амплитуда импульса коллекторного тока 
.
6. Постоянная составляющая коллекторного тока 
.
7. Мощность, потребляемая по коллекторной цепи 
.
8. Мощность, рассеиваемая коллектором 
.
9. Коэффициент полезного действияη.
10. Сопротивление нагруженной коллекторнойцепи, необходимое для реализации рассчитанного режима работы 
.
Цепь базовой цепи генератора
11. Коэффициент усиления транзистора по мощности 
.
12. Мощность входного сигнала 
.
13. Первая гармоника тока базы 
.
14. Амплитуда входного ВЧ напряжения база-эмиттер 
.
15. Напряжение смещения 
.
16. Входное сопротивление по 1-й гармонике сигнала 
.
Рисунок 1 Электронная схема генератора с внешним возбуждением на биполярном транзисторе
Методика расчета генератора с внешним возбуждением на биполярном транзисторе
Выбор типа биполярного транзистора
Исходя из заданной мощности и частоты сигнала fпо справочнику «Полупроводниковые приборы» выбирается тип биполярного транзистора.
Затем определяются предельно допустимые параметры.
Выбор угла отсечкиколлекторного токаθ
Наиболее оптимальным является угол отсечки θ=90°.
Исходя из выбранного угла отсечки, рассчитываются коэффициенты Берга по формулам
(θ)= 
(sinθ−θcosθ);
(θ)= 
;
(θ)= (θ− 0,5sin2θ);
(θ)= 
;
(θ)= 
;
(θ)= 
;
= 
= 
= 
.
Определение рабочих характеристик выбранного транзистора
По справочнику «Полупроводниковые приборы» определяютсяосновные рабочие характеристики выбранного транзистора, такие, как:
- крутизну линии граничного режима или 
;
- напряжение отсечки 
.
Выбор граничного режима работы.
Принимается максимально допустимое напряжение на коллекторе 
.
Расчет коллекторной цепи генератора.
1. Коэффициент использования коллекторного напряжения
= 
,
2. Амплитуда напряжения на коллекторенаходится из формулы
,
откуда 
= 
.
3. Пиковое напряжение коллектор-эмиттер
Uкпик= 
.
4. Амплитуда 1-й гармоники коллекторного тока
=2 
5. Амплитуда импульса коллекторного тока находится из формулы
= 
,
откуда
= 
.
6. Постоянная составляющая коллекторного тока
= 
.
7. Мощность, потребляемая по коллекторной цепи
= 
8. Мощность, рассеиваемая коллектором транзистора
.
9. Коэффициент полезного действия
η= 
.
10. Сопротивление нагруженной коллекторной цепи, необходимое для реализации рассчитанного режима работы
= 
.
Расчет базовой цепи
1. Коэффициент усиления транзистора по мощности
,
где 
= 
.
2. Мощность входного сигнала
.
3. Первая гармоника тока базы
.
4. Амплитуда входного ВЧ напряжения база-эмиттер
.
5. Напряжение смещения
.
6. Входное сопротивление по 1-й гармонике сигнала
= 
.
Исходные данные для расчета генератора с внешним возбуждением на биполярном транзисторе Таблица 1
| № п/п | Исходные данные | ||||||||||
| f[МГц] |  [Вт]
|  [мА/В]
|  [В]
|  [В]
|  [Ом]
|  [Ом]
|  [А]
|  [А]
| UКЭmax[В] | U КБmax[В] | |
| 250.00 | 15.00 | 2.00 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 251.00 | 15.50 | 2.10 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 252.00 | 16.00 | 2.20 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 253.00 | 16.50 | 2.30 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 254.00 | 17.00 | 2.40 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 255.00 | 17.50 | 2.50 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 256.00 | 18.00 | 2.60 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 257.00 | 18.50 | 2.70 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 258.00 | 19.00 | 2.80 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 259.00 | 19.50 | 2.90 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 260.00 | 20.00 | 3.00 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 261.00 | 20.50 | 3.10 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 262.00 | 21.00 | 3.20 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 263.00 | 21.50 | 3.30 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 264.00 | 22.00 | 3.40 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 265.00 | 22.50 | 3.50 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 266.00 | 23.00 | 3.60 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 267.00 | 23.50 | 3.70 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 268.00 | 24.00 | 3.80 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 269.00 | 24.50 | 3.90 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 270.00 | 25.00 | 4.00 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 271.00 | 25.50 | 4.10 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 272.00 | 26.00 | 4.20 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 273.00 | 26.50 | 4.30 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 274.00 | 27.00 | 4.40 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 275.00 | 27.50 | 4.50 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 276.00 | 28.00 | 4.60 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 277.00 | 28.50 | 4.70 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 278.00 | 29.00 | 4.80 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 279.00 | 29.50 | 4.90 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 280.00 | 30.00 | 5.00 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 281.00 | 30.50 | 5.10 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 282.00 | 31.00 | 5.20 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 283.00 | 31.50 | 5.30 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 284.00 | 32.00 | 5.40 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 285.00 | 32.50 | 5.50 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 286.00 | 33.00 | 5.60 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 287.00 | 33.50 | 5.70 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 288.00 | 34.00 | 5.80 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 289.00 | 34.50 | 5.90 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 290.00 | 35.00 | 6.00 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 291.00 | 35.50 | 6.10 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 292.00 | 36.00 | 6.20 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 293.00 | 36.50 | 6.30 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 | |||
| 294.00 | 37.00 | 6.40 | 0.70 | 15.00 | 1.00 | 0.50 | 8,5 | 3,3 |
Результаты расчета генератора с внешним возбуждением на биполярном транзисторе Таблица 2
| № п/п | Исходные данные | Необходимо рассчитать | ||||||||
 [Вт]
|  [раз]
| Θ[град] |  [раз]
|  [В]
| UKпик[В] |  [А]
|  [А]
|  [А]
|  [Вт]
| |
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 | |||||||||
| 4.50 | 90.00 |
Результаты расчета генератора с внешним возбуждением на биполярном транзисторе продолжение Таблицы 2
| № п/п | Необходимо рассчитать | ||||||||
 [Вт]
| η[раз] |  [Ом]
|  [раз]
|  [Вт]
|  [А]
|  [В]
|  [В]
|  [Ом]
| |