Расчёт группового усилителя аналоговых систем многоканальной электрической связи, страница 3

Pmax	Fгр	Uк.max	Iк.max	Iко	Т	H21Э	Rт,	Tп.max
250мВт	250МГц	30В	100мА	10мА	1250С	100	0.5См/мв	1500С

Должны выполняться следующие условия:

1.  в справочных данных допускается мощность рассеяния обычно соответствующая 20-25⁰С. для усилителей МЭС, эксплуатируемых при различной температуре, максимальная окружающая температура может составлять 30-50⁰С. по этой причине для обеспечения требуемой выходной мощности, допустимую рассеиваемую мощность берут Р_КДОП1.5Р_К т.е. 250>208.5.

2.  Чтобы усиление было одинаково для всех гармонических составляющих сигнала необходимо:

, f_h21Э - предельная частота транзистора; F_ГР.MIN-  граничная частота, на которой транзистор теряет усиление по току, т.е. |h_21Э|=1, при f=F_ГР:

3.  Для обеспечения достаточной стабилизации исходных условий работы транзистора, необходимо выполнение следующего условия:

U_{К.MAX.ДОП}1.2|Е_П|, где U_{К.MAX.ДОП} – максимально допустимое значение напряжения  коллектор-эмиттер (мгновенное значение), при котором пробой транзистора исключается: 25>1.2×20; 25>24

4.  Гарантированная надёжность работы транзистора обеспечивается, если транзистор не перегревается в самых неблагоприятных условиях. Т_{П.MAX.ДОП} >Т_MAX+1.5×Р_К×R_ПС, где R_ПС – тепловое сопротивление. 15035+1.5×139.8×0.5; 150139.85

3. Выбор режима работы транзистора ОКУ.

Режим работы транзистора определяется значениями постоянных токов коллектора, эмиттера, базы и постоянных напряжений мехду этими электродами. От выбора этих параметров зависит значение неискажённой выходной мощности.

Для выбора режима работы используется семейство выходных характеристик транзистора для схемы с общим эмиттером, параметром которой является ток базы.

Характеристики приведены на рисунке 3.

При одинаковом использовании транзисторов по току и напряжению значение тока коллектора и напряжения коллектора в точке покоя не должны превышать половины максимально допустимых, т.е. для обеспечения гарантированной надёжности транзисторов U_К00.45U_К.MAX ;  I_К00.45I_КMAX.

При выбранном значении U_К0, для получения требуемой выходной мощности значение тока в рабочей точке: I_К0. Увеличение I_К0 часто необходимо для использования более линейной области характеристик:

U_К00.45×25 => U_К011.25 В

 I_К00.45×100 => I_К045 мА

U_К00.8Е_П; U_К00.8×20; U_К016 В   т.к U_К0 должно быть меньше этого значения, берём U_К0=11В, что удовлетворяет условию (11<11.25)В      I_К0,  I_К0; I_К012.7 мА, т.е. I_К0 должен быть дольше этого значения для использования более линейной области характеристики. Выбираем I_К0=13,5 мА (13<45)мА

Положение рабочей точки U_К0=11В,  I_К0=13,5мА. критерием правильности выбора точки покоя является также максимальное значение температуры p-n перехода.

Т_П.MAX=Т_ОКР.MAX+(U_K0×I_K0)×R_ТПС0.9×Т_{П.МАХ.ДОП}

35+(11×13,5×10^-3)×0,50,9×125

35112,5

Для дальнейших расчётов ОКУ определим:

-значение статического коэффициента усиления по току в точке покоя:  

Токи базы  и  берём соответствующими ближайшим к рабочей точке статическим характеристикам:

=120мкА ; =70мкА;   =90мкА; =11мкА;

Т.к. величина =13,5  выбрана больше определяемого соотношением, фактический коэффициент использования транзистора получается меньше 0,7

4 Расчёт необходимой стабилизации режима работы транзистора ОКУ

Стабилизация режима работы ОКУ обеспечивается ООС по постоянному току . В схеме с эмиттерной стабилизацией ООС ПТ является последовательной и создаётся включением в эмиттерную цепь достаточно большого сопротивления R_Э.ОС. Целью стабилизации является обеспечение одинаковых условий работы транзистора при заданном разбросе параметров и изменением условий окружающей среды. Для транзистора ОКУ величина допустимого положительного приращения тока  определяется предельным положением точи покоя, при котором ещё обеспечиваются получение от транзистора требуемой выходной мощности. Это приращение тока коллектора  определим из соотношения: ;  ;  ;   

При отсутствии стабилизации изменение постоянного тока может быть значительно больше допустимого: ; ; ; Т_ПMAX=Т_ОКРМАХ+(U_K0 ×I_K0)×R_ПС ; Т_ПMAX=150^ОС; Т_П=125^О;  ; ; ; ; ;