•
Re мощных ПТШ составляет единицы
ом, что позволяет возбуждать его гармоническим входным током;
• такому виду возбуждения способствует наличие индуктивностей затвора и истока, которые фильтруют ток;
•
на рабочих частотах сопротивление
емкости обедненного слоя под затвором со стороны стока у реального транзистора
существенно больше суммарного сопротивления цепочки ,поэтому
;
•
при гармонической форме входного
тока форма тока
также
близка к гармонической, а следовательно, заряд
на
также гармонический.
Для
расчета режима работы ПТШ вводят понятие управляющего заряда , т.е. суммарного заряда управляемой части канала:
,где
— заряд
полностью заполненного электронами канала;
,
— высота и ширина канала;
— заряд обедненной
электронами области под затвором;
,
—
заряд электронов и их концентрация.
Учитывая,
что — величина постоянная, a
имеет
гармоническую форму, получаем, что и
) изменяется во времени по гармоническому закону:
.
Для
расчета режима работы ПТШ необходимо найти зависимости: 1)и 2)
.
1. Если
канал полностью заполнен электронами (барьер Шотки открыт), то через сток протекает
постоянный ток .При закрывании барьера Шотки под затвором появляется
обедненная область и ток уменьшается:
.
С учетом сказанного имеем:
Полученное соотношение ic(qy) определяет переходную характеристику мощного ПТШ. Ее вид аналогичен характеристике для БТ. Дальнейший расчет режима работы ПТШ проводим по методике для биполярного транзистора (формулы (1)-(9), (12), § 10.3).
2. Остается
найти связь управляющего заряда с выходным напряжением и рассчитать входное сопротивление
ПТШ. Если пренебречь
зависимостью емкости Ск от амплитуды первой гармоники
напряжения , то
, где
значение
получаем из
выражения
подставляя
вместо
значение постоянного
напряжения смещения на затворе. Как показала практика, значение Есм
выбирают из диапазона иотс < Есм < 0,
или
=0,5
.
Расчет входного сопротивления ПТШ. В соответствии с эквивалентной схемой ПТ (рис. 1.27):
, где
— амплитуда первой гармоники тока через
;
— амплитуда
первой гармоники тока истока.
Более подробно расчет ZBXс учетом емкости стока Сс и влияния расстройки выходной цепи приведен в [22, 24, 29].
10.5. Расчет цепей смещения и согласования в усилителе мощности [5, 8, 18]
В § 1.9 рассмотрены общие вопросы классификации и назначения схем питания, смещения и согласования в УМ, варианты их построения и расчета их элементов, приведены результаты их анализа и сравнения. В настоящем разделе рассмотрим некоторые особенности расчета схем, связанные с физической природой используемых АЭ.
Цепи
смещения УМ на биполярных транзисторах. Напряжение
смещения БТ в оптимальном режиме зависит от — амплитуды
первой гармоники управляющего заряда, а следовательно, от входной мощности Рвх:
, где
—
коэффициент разложения Фурье;
— угол отсечки;
— барьерная
емкость транзистора.
Использование
фиксированной цепи смещения нецелесообразно, так как изменение Рвх
приводит к отклонению режима транзистора по постоянному току от
оптимального. Применяется комбинированное смещение: к базе подводится и
обеспечивается автосмещение
.
Определим
номинал . Пусть
автосмещение задается постоянным током базы
, тогда
, отсюда с
учетом того, что
и
, получаем
=
, где
— время рекомбинации, среднее время жизни неосновных носителей.
Таким
образом, требуемое смещение обеспечивается сопротивлением и постоянным напряжением
источника, равным
. Для схемы
смещения (см. рис. 1.38) требуемый режим установится, если
;
.
Расчет узкополосных согласующих цепей [18, с. 81]. При выборе согласующих цепей (СЦ) необходимо стремиться к их максимальной простоте, обеспечить требуемую избирательность, учитывать особенностей рабочего диапазона частот.
Входная СЦ мощного УМ на БТ, включенного по схеме ОЭ. Используем эквивалентную схему для мощного БТ (рис. 10.2,а).
1. Пересчитываем
в
, включенное последовательно в контур
,
,
:
;
; так как
, то
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.