Расчёт режима транзистора

Занятие 5

ТР2-1 Расчёт ШПУ с частотно-корректирующей входной цепью отражающего типа

Рис.1. Схема ШПУ класса А с полосой до октавы

Схема рис.1 – простейший ШПУ класса А (т.е. без отсечки коллекторного тока) с частотно-корректирующей цепью отражающего типа. Элементы , C совместно c входным импедансом транзистора , и сопротивлением возбудителя Ri образуют параллельный контур. Вход транзистора включён в индуктивную ветвь контура последовательно с . Контур резонирует на верхней частоте рабочей полосы. Его добротность с учётом транзистора и шунтирующего действия Ri подбирается равной приблизительно Q = 2.25 для октавной полосы. (Добротность контура без учёта Ri приблизительно равна 4.5.) В полосе рабочих частот от до амплитуда тока базы нарастает почти линейно. Этим компенсируется спад коэффициента передачи тока транзистора от базы к коллектору по гиперболическому закону.

На верхней частоте рабочей полосы входной контур трансформирует относительно низкое входное сопротивление транзистора (его вещественную часть ) в значительно большее активное входное сопротивление усилителя . Например, порядка единиц Ом трансформируется в десятки Ом. При = Ri (режим согласования) генератор Ег отдаёт на вход усилителя (и транзистора) максимальную мощность.

Снижение частоты в рабочей полосе от до сопровождается нарастающей расстройкой входного контура, рассогласованием входа усилителя с возбудителем и таким снижением входной мощности усилителя (и транзистора), которое компенсируется нарастанием усиления транзистора. В результате поддерживается приблизительно постоянная в полосе выходная мощность усилителя.

В схеме рис.1 на выходе отсутствует трансформация сопротивлений, т.е. коллекторной нагрузкой транзистора Rк является нагрузка усилителя Rн. Схема рекомендуется для усилителей УКВ с выходной мощностью до сотен мВт.

Исходные данные для расчёта усилителя:

1) тип транзистора; параметры его эквивалентной схемы

2) сопротивление нагрузки усилителя Rн; в этой схеме ;

3) полоса рабочих частот fн, fв;

4) мощность в нагрузке Рвых.

Расчёт ШПУ ведётся в следующем порядке.

- 2 -

Расчёт режима транзистора

1. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока

и амплитуда напряжения на коллекторе = ;

2. Задаётся постоянная составляющая коллекторного тока > во избежание отсечки

коллекторного тока и определяется максимум коллекторного тока = .

3. Рассчитывается входной импеданс транзистора

, () = ;

4. Рассчитывается модуль коэффициента передачи тока на верхней частоте рабочей полосы

;

5. Рассчитывается коэффициент усиления по мощности на fв

= ;

6. Задаётся остаточное напряжение на коллекторе с учётом зависимостей граничной частоты от тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер и находится постоянное напряжение коллектор-эмиттер . Питающее напряжение Еп будет превышать Екэ на величину падения напряжения на сопротивлении эмиттерного автосмещения.

7. Мощность, потребляемая транзистором от источника питания, и мощность рассеяния на транзисторе

, .

Расчёт цепей связи

Рис.2

- 3 -

8. Отношение нижней и верхней частот рабочей полосы обозначим . По графикам на рис. 2 находим оптимальное (по наименьшей неравномерности в рабочей полосе) значение = и отсюда полную индуктивность контура ;.