Напряжение питания Uк0 принимается равным или близким к
, в типовом режиме транзистора. Угол отсечки целесообразно выбрать для n=2 и n=3 θ=60°. По табл. 3.1 [1] определяют для выбранного θ коэффициенты α0, α1, α2, γ1, γn.Расчет ведут в следующем порядке (режим работы принимают граничным).
1. Сопротивление потерь коллектора в параллельном эквиваленте:
.2. Напряженность граничного режима
,где
.3. Амплитуда напряжения и тока n-й гармоники, приведенные к эквивалентному генератору:
; .4. Сопротивление коллекторной нагрузки:
.5. Амплитуда n-й гармоники, высота импульса тока эквивалентного генератора, постоянная составляющая коллекторного тока соответственно:
; ; .Провести проверку выполнения условия
. Если условие не выполняется, то следует сменить транзистор, так как из-за уменьшения частоты fгр нельзя получить заданную мощность.6. Амплитуда тока возбуждения и коэффициент передачи по току в схеме ОБ:
, .7. Пиковое обратное напряжение на эмиттере:
.8. Напряжение смещения:
,где
; ; ; .9. Диссипативная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора:
; .10. Мощность источника питания, КПД:
; .11. Коэффициент усиления по мощности:
.12. Мощность возбуждения:
.13. Мощность рассеяния:
.14. Диссипативная и реактивная составляющие сопротивления нагрузки, приведенной к внешнему выводу коллектора, в параллельном эквиваленте:
; .Выбор транзистора, расчет его режима работы и энергетических параметров выполнен на ЭВМ с помощью программы PAMP1, разработанной на каф. 406, и реализующей методику, описанную в п. 3.1.
Исходные данные:
fвх=0,25 ГГц;
P1=0,0614 Вт;
F1=1 ГГц;
R1=3 Ом;
R2=6 Ом;
R3=0,1 Ом;
C1=7 пФ;
C2=2 пФ;
C3=40 пФ;
L1=1,3 нГн;
L2=3,1 нГн;
L3=2,5 нГн;
H=80;
T=160 °;
U1=60 В;
U2=4 В;
U3=0,7 В;
U4=1,2 В;
P2=7 Вт;
S1=0,17;
F2=0,4 ГГц;
K1=10;
P3=3 Вт;
U0=19 В.
Результаты расчета:
2Т934А, ОБЩИЙ ЭМИТТЕР, fвх=0,25 ГГц;
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
Выходная мощность 0,0614 Вт;
Мощность возбуждения 8,07 мВт;
Коэффициент усиления KУМ=7,60825;
Потребляемая мощность 61,501 мВт;
Мощность потерь 8,1711 мВт;
Коэффициент полезного действия (электронный КПД) ηэ=99,83%.
РЕЗЕРВЫ ТРАНЗИСТОРА
По напряжению на коллекторе 1,582314;
По напряжению на базе 2,439582;
По рассеиваемой мощности 856,669;
Допустимая температура корпуса транзистора 159,8599 °С.
ЦЕПЬ КОЛЛЕКТОРА
Напряжение питания E0=19 В;
Амплитуда напряжения 18,91915 В;
Напряженность режима 0,9957449;
Амплитуда коллекторного тока 6,872006 мА;
Постоянная составляющая коллекторного тока I0к=3,236894 мА;
Диссипативная составляющая сопротивления коллекторной нагрузки R1вых УМ=166,933 Ом;
Реактивная составляющая сопротивления коллекторной нагрузки X1вых УМ=5,44388 Ом.
ЦЕПЬ БАЗЫ
Напряжение смещения по базе E0б=1,2 В;
Амплитуда тока возбуждения 0,1756269 А;
Угол отсечки 34,69754 °;
Диссипативная составляющая входного сопротивления ZвхR1вх УМ=0,5232769 Ом;
Реактивная составляющая входного сопротивления Zвх X1вх УМ=4,491888 Ом.
Опираясь на проведенный расчет, получаем:
а) Цепь смещения (параллельная схема с автосмещением).
;Выбираем R1: C2-33Н-0,5-360 Ом±5%,
где Е0б — напряжение смещения по базе;
Iок — постоянная составляющая коллекторного тока.
Из условий
; ; (см. рис. 5),где
; R1вх=R1вх УМ=0,523 Ом — диссипативная составляющая входного сопротивления базовой цепи, полученная в ходе расчетов на ЭВМ (см. п. 4.1.1.), получаем: ;Выбираем С1: КМ-6-М1500-0,012 мкФ.
;Выбираем С4: К10-17-1-П33-17,16 пФ.
.Числовой коэффициент 10 введен для обеспечения справедливости вышеприведенных соотношений: «много больше» мы заменяем на «в 10 раз больше».
б) Последовательная схема питания.
Из соотношений
; ; (см. рис. 6),где rист — внутреннее сопротивление источника питания, rист=5 Ом; R1вых — диссипативная составляющая сопротивления коллекторной нагрузки, R1вых=R1вых УМ=166,93 Ом, получаем:
;Выбираем С5: К10-17-1-П33-38,13 пФ.
;Выбираем С3:
.Выбор транзистора, расчет его режима работы и энергетических параметров выполнен на ЭВМ с помощью программы MULTIPLY, разработанной на каф. 406, и реализующей методику, описанную в п. 3.2. Исходные данные:
Название транзистора: | 2T919A; |
Напряжение питания: | E0=19 В; |
Статический коэффициент передачи тока: | 50; |
Напряжение приведения по базе: | 0,7 В; |
Граничная крутизна: | Sгр=0,13 См; |
Граничная частота: | fгр=1800 МГц; |
Емкость коллекторного перехода: | 7,5 пФ; |
Активная часть емкости коллектора: | 2,5 пФ; |
Емкость эмиттерного перехода: | 50 пФ; |
Сопротивление базы: | 0,5 Ом; |
Сопротивление эмиттера: | 0,14 Ом; |
Сопротивление коллектора: | 0,7 Ом; |
Индуктивность вывода базы: | 0,14 нГн; |
Индуктивность вывода эмиттера: | 0,4 нГн; |
Индуктивность вывода коллектора: | 0,7 нГн; |
Допустимая температура перехода: | 150 °С; |
Критический ток: | 1,5 А; |
Допустимое напряжение эмиттер-база: | 3,5 В; |
Допустимая рассеиваемая мощность: | 10 Вт. |
Напряженность граничного режима: | 0,781; |
Амплитуда коллекторного напряжения: | 14,839 В; |
Амплитуда n-й гармоники коллекторного тока: | 0,07412 А; |
Максимальный коллекторный ток: | Iк max=0,2912 А; |
Постоянная составляющая коллекторного тока: | I0к=0,05941 А; |
Амплитуда тока возбуждения: | 0,14176 А; |
Пиковое обратное напряжение эмиттер-база: | -1,12179 В; |
Напряжение смещения по базе: | E0б=0,034491 В; |
Сопротивление автоматического смещения: | 0,580535 Ом; |
Диссипативная составляющая входного сопротивления: | R1вх УЧ=5,4957 Ом; |
Реактивная составляющая входного сопротивления: | X1вх УЧ=-3,4953 Ом; |
Коэффициент усиления по мощности: | KУЧ=9,9589; |
Мощность возбуждения: | 0,0552266 Вт; |
Мощность, потребляемая от источника питания: | 1,1288 Вт; |
Электронный КПД: | ηэ=48,72%; |
Рассеиваемая мощность: | 0,634064 Вт; |
Диссипативная составляющая сопротивления нагрузки: | R1вых УЧ=180,013 Ом; |
Реактивная составляющая сопротивления нагрузки: | X1вых УЧ=40,34 Ом; |
Выходная мощность | Pвых УЧ=0,55 Вт; |
Коэффициент умножения | n=2; |
Угол отсечки | 56,0 °; |
Входная частота | fвх=0,25 ГГц; |
Напряжение питания | E0=19,0 В. |
Опираясь на проведенный расчет, получаем: