Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 16

,                                                         (7)

,                                                           (8)

Разложение периодической негармонической функции времени  в ряд Фурье позволяет найти соотношения для расчета амплитуды первой гармоники  и постоянной составляющей :

,                                                     (9)

.                                           (10)

Рис. 10. Форма токов и напряжений в БТ при

гармоническом управляющем заряде.

ЛЕКЦИЯ 6. Расчет режима работы мощного биполярного транзистора.

Расчет входной проводимости закрытого БТ. Анализ влияния параметров транзистора на входное сопротивление при открытом эмиттерном переходе. Определение минимального значения отрицательного напряжения на базе БТ n-p-n типа. Порядок расчета режима работы мощного БТ. Выбор угла отсечки, напряжения питания, максимального значения коллекторного тока. Блок-схема алгоритма расчета режима мощных БТ.

Расчет режима работы мощного биполярного транзистора.

Важным моментом при анализе работы мощного БТ является определение его входного сопротивления. Так как эта задача достаточно сложная, то её решение проведем в два этапа: 1) при закрытом эмиттерном переходе; 2) при открытом состоянии эмиттерного перехода.

При закрывании эмиттерного перехода БТ для простоты воспользуемся схемой, приведенной в лекции V на рис. 7 б. В соответствии со схемой входная проводимость БТ определяется выражением:

                                                           (1)

где  рассчитывается по формуле  (1a).

Первую гармонику базового тока найдем с помощью выражения для его мгновенного значения. Согласно схеме и принятой модели БТ:

                                                   (2)

Отсюда

                                               (3)

Подставив (3) и (1a) в (1) получим:

                                       (4)

где с учетом (1a)

                                              (5)

                                                   (6)

Наличие проводимости  говорит о потреблении входной мощности:

                                      (7)

откуда видно, что эта мощность рассеивается в дополнительном резисторе  в те промежутки, когда эмиттерный промежуток закрыт.

Для расчета входного сопротивления БТ при открывании рассмотрим упрощенную схему, изображенную на рис. 1.

Рис. 1. Эквивалентная схема мощного биполярного транзистора.

Поскольку при открытом эмиттерном переходе , считаем, то потери мощности в сопротивлениях  и  отсутствуют. Полагаем также, что потери мощности в сопротивлениях  и  несущественны. Нежелательно связь между входной и выходной цепями учтем, вводя суммарную мощность . Согласно принятой схеме входное сопротивление открытого БТ определяется выражениям:

                                                           (8)

где ,                                                                              (9)

                           ;                                            (10)  

                                             (11)  

                                       (12)

                            (13)  

                                                    (14)

                                                   (15)

Подставляя (9), (13) в (8); (10), (11), (12) в (9) и (15), (14) в (13) получим:

                                          (16)

где ;                                       (17)

Таким образом, полное входное сопротивление мощного БТ может быть представлено эквивалентной схемой:

Рис. 2. Эквивалентная схема входного сопротивления БТ.

Прежде чем рассмотреть порядок расчета мощного биполярного транзистора необходимо уточнить ряд положений, связанных с определением максимальной отрицательной амплитуды на входе прибора и расчетом входной мощности, потребляемой от источника возбуждения.

В процессе расчетов необходимо следить чтобы мгновенное отрицательное напряжение на базе не превышало допустимого для выбранного АЭ . Максимальное напряжение отрицательной полярности легко отыскать, если воспользоваться аналогией  при определении максимального значения тока в безынерционной АЭ. Как известно напряжение на эмиттерном переходе определяется формулой: