Расчет транзисторного усилителя мощности. Расчет маломощного умножителя частоты на маломощных биполярных транзисторах

Страницы работы

Фрагмент текста работы

1.  Расчет транзисторного усилителя мощности

Исходными данными для расчета являются выходная мощность Р1, рабочая частота f и температура среды.

1.1 Коэффициент использования транзистора по коллекторному напряжению в граничном режиме

где РГ – мощность, развиваемая эквивалентным генератором тока на выходе транзистора

В схемы с общим эмиттером за счет прямого прохождения части энергии со входа на выход 

РГ = Р1 ×(0,75-0,9)

1.2. Амплитуда напряжения эквивалентного генератора (ЭГ)

UГ = x × EК

 

1.3. Амплитуда тока первой гармоники ЭГ

IГ1 = 2 РГ / UГ

1.4. Пиковое напряжение на коллекторе транзистора не должно превышать допустимое

UК ПИК  = ЕК +UГ < UКЭ доп

1.5. Сопротивление нагрузки ЭГ

RН = UГ / IГ1

 

1.6. Крутизна по переходу

где tр можно принять равной предельно допустимой, т.е. равной               (120-150)оС для кремниевых транзисторов

1.7. Сопротивление рекомбинации неосновных носителей rb и  крутизна статической характеристики S определяются как

rb=H21/SР ,

1.8. Напряжение смещение на базе транзистора примем равным нулю: ЕСМ=0. При этом угол отсечки q импульса тока  ЭГ близок к 90О. Более точно угол отсечки q находится как корень уравнения F([С1] q)=0:

F(q)=E`cЭ2pfТ10-6(q-0,5sin2q)/pIГ1-cosq-(1-cЭ2pfТ10-6/S)(sinq-q cosq)/p

где сЭ – емкость эмитерного перехода, пФ, fТ – граничная частота, МГц, E` - напряжение отсечки тока транзистора (для кремниевых транзисторов равно 0,7 В); S  - крутизна транзистора, А/В

1.9. Коэффициенты разложения для нулевой и перовой гармонических составляющих g0 и g1:

g0 = (sinq-qcosq)/p;      g1 = (q-sinqcosq)/p

1.10. Пиковое обратное напряжение на эмиттерном переходе

Далее рассчитываем комплексные амплитуды токов и напряжений первых гармонических составляющих (комплексные амплитуды обозначены жирным шрифтом).

1.11. Управляющий ток

где tН – 0,4/(2pfТ)  - время пролета неосновных носителей.

1.12. Ток эмиттера

1.13. Напряжение на сопротивление rЭ с учетом индуктивности LЭ

1.14. Первая гармоника напряжение на переходе 

1.15. Напряжение на CКА  - активная емкость

1.16. Ток через емкость СКА

1.17. Ток через сопротивление rб

1.18. Напряжение на rб  

1.19. Напряжение на CKN – пассивной емкости коллекторного перехода

1.20. Ток через CKN

1.21. Сопротивление потерь коллектора rk, приведенное к параллельному эквиваленту относительно пассивной емкости коллекторного перехода:

r`k = 1/ [(2pfCk)2rk]

1.22. Ток источника возбуждение  транзистора

1.23. Напряжение на индуктивности вывода базы

1.24.  Напряжение возбуждения транзистора

1.25. Первая гармоника тока  коллектора

1.26. Амплитуда напряжения для схемы с ОЭ

1.27. Входное сопротивление и входная проводимость  первой гармоники в схеме с ОЭ

1.28. Мощность возбуждения для схемы с ОЭ

1.29. Мощность в нагрузке в схеме с ОЭ

1.30. Постоянная составляющая тока коллектора Ik0=IГ1g0/g0

1.31. Потребляемая мощность P0=Ik0Ek

1.32. Коэффициент полезного действия h=PН/P0

1.33. Коэффициент усиления по мощности kР=PН/P1

 

1.34. Допустимая мощность рассеивания транзистора

PРАС.ДОП=(tН.ДОП-tК)/RПК

где tН.ДОП, tК – допустимая температура перехода и температура корпуса транзистора соответственно; RПК – тепловое сопротивление переход-корпус транзистора (ОС/Вт).

1.35. Мощность, рассеиваемая на транзисторе, не должна превышать допустимую

PРАС0ВЫХВХРАС.ДОП

1.36. Сопротивление нагрузки на внешних выводах транзистора

2.  Расчет мощного умножителя частоты

Умножители частоты на мощных СВЧ биполярных транзисторах, эффект умножения в которых  основан на нелинейной характеристики транзистора (за счет отсечки тока), работает в диапазоне частот от 100 МГц до 1Ггц. На жтих частотах необходимо учитывать емкость выводов закрытого

Похожие материалы

Информация о работе