Розрахунок резонансного підсилювача потужності
1. Визначимо ємність активної області колекторного переходу.
Ска=Ск/(1+Кс) = (
)=1,36пФ 2. Визначимо ємність пасивної області колекторного переходу з врахуванням ємності між виводами колектора і бази.
Скп=Ск - Ска = (4,1-1,36)*10-12=2,74пФ
3. Так як tк=r¢б*Ска, знаходимо омічний опір бази.
r¢=
= =16,09 Ом 4. Знаходимо омічний опір емітера
r¢=
= =0,766Ом Вибір кута відсікання
Оцінемо можливість роботи транзистора з нульовим зміщенням:
1. Перша гармоніка колекторного струму в нульовому наближені.
Ік0 =
=0,25*0,3*18(1 - )=0,217А Х=
= =0,296 2. Параметри нелінійної моделі транзистора при струмі ік ср=І0к1
а) Низькочастотне значення крутизни:
Sn=
= =2,26А/В б) Опір втрат рекомбінації
rb=b0/Sn =20/2,26=8,85Ом
в) Низькочастотний коефіцієнт передачі по переходу
Кп=(1+Sn*r¢є+r¢б/rb)-1=(1+2,26*0,766+16,09/8,85)-1=0,219
г) Крутизна статичних характеристик колекторного струму
S=Kn*Sn=2,26*0,219=0,49А/В
д) Параметри інерційності
ns=f*S*r¢б/fт=
=3,94 nb=
= =10 nє=2pf*r¢б*Се=2*3,14*107*16,09*20-12=0,29
3.Обчислюємо узагальнений параметр інерційності та коефіцієнти розкладання
а=
= =0,461 b1-1(q;а)=
= =0,0101
По графіку залежності коефіцієнтів розкладання b1-1 від кута відсікання при різних параметрах а знаходимо кут відсікання q =102°
При цьому куті відсікання g1=0,631, a1=0,522, g1=1,47
Висота імпульсу та перша гармоніка струму при q =102°
При цьому куті відсікання cos102°= - 0,207
4. Висота імпульса та перша гармоніка струму при q =102°
Z=0,5*(
)=0,5*( )=0.089 Ік мах=Sk*Ek*Z=0,3*18*0,089=0,48A
Ік1=a1*Ік мах=0,522*0,48=0,269А
Як бачимо І0к1»Ік, тому розрахунок продовжуємо
5. Максимум оберненої напруги на ємітерному переході.
Un max=
= =1,087В Оскільки виконується умова Un max< Uєб max, 1,087< 5
Розрахунок колекторного ланцюга
6. Коливна напруга на колекторі
Uкє=
= =12,16В Ек+Uке<Uке мах,18*12,16<135
7. Визначимо провідність навантаження
Gk= =
=22,12мСм 8. Постійна складова колекторного струму і потужність яка використовується від джерела живлення по колекторному ланцюгу.
Ік0=
= =0,18А Р0=Іко*Ек=0,18*18=3,24 Вт
9. Потужність, яка розсіюється на конденсаторі
Рр.к =Р0 – Р1=3,24-1,8=1,44 Вт
10. Електронний ККД колекторного ланцюга
h=
= =0,66 З метою перевірки правильності розрахунків знаходимо коефіцієнт використання колекторної напруги та електронний ККД колекторного ланцюга. Для цього знайдемо коефіцієнт використання колекторної напруги x
x=1 – Z 1 – 0,089=0,911
hе=0,5g1x=0,5*1,47*0,911=0,669
Як ми бачимо hе іh майже однакові
11.Знаходимо Н – параметри
а) Вхідний опір в режимі малого сигналу, його дійсна та уявна частини:
dН11в=
= =0,239 Н11в=r¢б+ r¢е+wт Lе+dН11в=0,766+16,09+20*106*3*10-9+0,239=17,13 Ом
dН11м=dН11в*nb=0,239*10=2,39
dН11м=wт*Lе -
+dН11м=2*3,14*50*106*3*10-9 – -
= - 343, Ом б) дійсна та уявна частини коефіцієнта оберненого зв`язку по напрузі в режимі малого сигналу
Н12в= - w*Ск*Н11м= - 2*3,14*50*106*4*10-12*(- 343) = 0,43
Н12м=w*Ск(Н11в - rб), де rб1=
rб1=
=0,23 Ом Н12м=2*3,14*107*4*10-12(17,13-0,23) =0,0041
в) знаходимо фазу та модуль коефіцієнта оберненого зв`язку
j12=arctg(
) =arctg( ) =0°59¢