Нагрузочные характеристики транзисторного усилителя мощности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА В г. ТАГАНРОГЕ

Лабораторная работа №1

по курсу УГиФС

«Нагрузочные характеристики транзисторного усилителя мощности»

Выполнили:

Рудь Д. Е.

Емельяненко А. А.

Проверил:

Демьяненко А. В.

Таганрог 2007

Цели работы:

1.  Изучить схему и конструкцию транзисторного усилителя мощ­ности (УМ).

2.  Освоить настройку выходной цепи усилителя в резонанс и на за­данную мощность в нагрузке.

3.  Исследовать нагрузочные характеристики транзисторного УМ.

Электронный режим транзистора

На рис. 1.1 приведены статические характеристики транзистора в двух системах координат:

Пунктирной линией на рис. 1.1,б показана условная граница (линия критического режима), разделяющая активную область и область насы­щения.

Из рис. 1.1,а видно, что параметры аппроксимированной характери­стики - S (крутизна) и Е'_б (напряжение сдвига) - следует выбирать в зави­симости от амплитуды напряжения возбуждения U₆ и напряжения смеще­ния Е₆, т.е. от амплитуды импульса коллекторного тока I_кмакс (чем больше амплитуда, тем больше значения S и Е'_б).

Крутизна характеристики тока коллектора на низких частотах равна

где β₀(h_21эо) -  статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером (ОЭ); r_б - сопротивление базы; S_п - крутизна характеристики тока коллектора по переходу.

При комнатной температуре S_п = 39i_к, однако, с учётом неизбежно­го разогрева транзистора при пропускании через него тока обычно при­нимают S_п= 30i_к. Для косинусоидальной формы импульса коллекторного тока крутизну рекомендуется определять для тока 0,5I_{к макс} по формуле

Из последнего равенства видно, что в отличие от ламп крутизна транзистора в схемах ОЭ и ОБ - не является постоянной величиной, а за­висит от тока коллектора. Чем больше ток коллектора, тем больше кру­тизна.

Напряжение сдвига аппроксимированной характеристики Е'_б при изменении высоты импульса меняется сравнительно мало. Поэтому мож­но считать его постоянной величиной, равной приблизительно 0,7 В для кремниевых и 0,3 В для германиевых транзисторов.

Пользуясь статическими характеристиками, можно рассчитать ре­жим коллекторной цепи усилителя мощности на частотах f ≤ 0,5f_s. Час­тота f_s является граничной частотой по крутизне, а частоту f = 0,5f_s счи­тают граничной между низкими и высокими частотами для недонапря-жённого режима работы транзистора. В областях насыщения и инверсной инерционность транзистора значительно возрастает. Поэтому при расчёте коллекторной цепи усилителя мощности в перенапряжённом режиме час­тоту считают низкой при f ≤ 0,05f_s.

В справочниках обычно указывают предельную частоту усиления по току в схеме с общим эмиттером f_T. Частоты f_s и f_T связаны соотноше­нием:

Предельная температура

Транзисторы в большей степени, чем электронные лампы, чувстви­тельны к воздействию температуры. Одним из предельно допустимых па­раметров транзистора является предельно допустимая температура пере­ходов (в первую очередь, коллекторного) t^о_пд, при которой не возникает тепловой пробой перехода и незначительно падает надёжность прибора.