Нагрузочные характеристики транзисторного усилителя мощности, страница 2

Для транзистора на основе германия t^о_пд ≈ 85°С, на основе крем­ния - t^о_пд ≈ 150°С.

В работающем транзисторе температура перехода превышает тем­пературу окружающей среды t^о_ср, на величину, равную отношению мощ­ности, рассеиваемой на коллекторе и базе Р_р = Р_к + Р_б, к эквивалентному тепловому сопротивлению переход-среда R_пс. Сопротивление R_пс равно приближённо сумме R_пк + R_кс, где R_пк - тепловое сопротивление переход-корпус, R_кс - тепловое сопротивление корпус-среда. Сопротивления R_пс или R_пк (для мощных транзисторов с теплоотводами) указываются в ката­логах (в град/Вт). Величина R_пк зависит от конструкции транзистора, R_кс - от условий охлаждения.

Допустимая мощность рассеяния определяется разностью темпера­тур t^о_пд и t^о_ср в установившемся тепловом режиме:

На   низких   частотах   потери   в   базе   невелики   и   Р_б≤0,1Р_к, η_э = P₁/(P₁+P_к) ≈ 0,7 (при коэффициенте использования коллекторного на­пряжения ζ ≈ 0,9). Тогда полезная мощность оценивается по формуле:

Чем выше t°_cp, тем меньше Р_рд и полезная мощность Р_п.

Цепи согласования усилителя мощности

Транзистору для реализации оптимального энергетического режи­ма требуется обеспечить сопротивление R_к = U_к/I_к1 для первой гармони­ки коллекторного тока определённой величины. Это оптимальное сопро­тивление может оказаться и комплексным.

Цепь согласования должна трансформировать сопротивление на­грузки R_н в оптимальное сопротивление R_к. Контурный КПД этой цепи η_к должен быть по возможности высоким.

Для достижения высокого электронного КПД транзистор должен работать в режиме с отсечкой коллекторного тока. Такой режим, в отли­чие от режима без отсечки, характеризуется высоким содержанием токов высших гармоник. Следовательно, выходная согласующая цепь, кроме функции трансформации сопротивлений, должна выполнять ещё функции фильтрации.

Нагрузочные характеристики усилителя мощности

Нагрузочные характеристики представляют собой зависимости па­раметров режима- первой гармоники коллекторного тока I_к1, постоянного коллекторного тока I_к0, колебательной мощности Р₁ потребляемой от ис­точника коллекторного питания мощности Р₀, рассеянной на коллекторе мощности Р_к, электронного КПД η_э, амплитуд напряжений на коллекторе U_к и нагрузке U_н - от сопротивления коллекторной нагрузки. Используя эти характеристики, можно выбрать оптимальный режим для конкретного случая применения УМ.

В общем случае сопротивление нагрузки Z_к может быть комплекс­ным. Однако в большинстве случаев изменяют чисто активную нагрузку R_к. Это оправдано тем, что все оптимальные режимы получаются при ха­рактере нагрузки, близком к активному.

Вид нагрузочных характеристик ламповых и транзисторных УМ аналогичен.

Схема лабораторной установки

Лабораторное задание

E_к = 26 В; E_б = 0,7 В; U_{б эфф} =            В.

Форма тока	Uк, эфф В	Uн, эфф В	Iк0, А	Iб0, мА	Rк, Ом	Pн, Вт	η0	ξ	Прибор настройки в резонанс
									Iк, Iк0, Iб0
									Iк, Iк0, Iб0
									Iк, Iк0, Iб0
									Iк, Iк0, Iб0
									Uк
									Uк
									Uк