Разработка структурной схемы радиопередающего устройства на полупроводниковых приборах, страница 2

·  S_тр = А/В = 1 – крутизна статической хар–ки,

·  C_н = 60 пФ – ёмкость КБ,

·  C_э = 60 пФ – ёмкость ЭБ,

·  I_kдоп = 6 А – макс. допустимый ток коллектора,

·  U_kдоп = 50 B – макс. допустимое напряжение КЭ.

·  ½ U_бдоп ½ = 4 В – макс. модуль напряжения базы,

·  L_э = 1,42 нГн – индуктивность вывода эммитера,

·  L_к = 1,6 нГн – индуктивность вывода коллектора,

·  f_b = f_t/B – граничная частота.

Пусть В = 30 – постоянный усреднённый по времени коэф-т усиления по току

f_b = 900/30 = 30 МГц

Коэффициенты разложения косинусоидального импульса – нормированные отношения ряда Фурье. При q = 90° они находятся :

a₁(90°) = 0.5  ,   a₀ = 0.316

a₁(Q) = g₁(Q) = g₁(p - Q) = 0.5

a₀(Q) = g₁(Q) = g₀(p - Q) = 0.316

Запас мощности для компенсации потерь в целях согласования :

Пусть h_ц.с. = 0,8 – КПД цепей согласования. Тогда

P₁ = P_вых/h_ц.с. = 30/0,8 = 37,5 Вт

 Зададимся

I_kмах = 0,9* I_kдоп = 0,9*6 = 5,4 А

Зададимся Eп при условии , что :

Eп <= U_kдоп/2 = 50/2 = 25 B

Пусть Eп = 25 В . Исходя из выше перечисленных параметров произведём расчёт :

1.   Нормированная высота импульса коллек. тока :                                                                                             J_кр = 0,5 – 0,5 (1 – 8Р₁/a₁(Q)*S_кр*E_кр²)^1/2 = 0.4 A

2.   Коэффициент напряжённости режима :                                        x_кр = 1 - t_кр = 1 – 0.4 = 0.6

3.  Амплитуда первой гармоники коллекторного тока :                                                  

I_к1 = a₁(90°)*i_кмах = 0.5*0.54 = 2,7 (А)

4.  Амплитуда первой гармоники коллекторного напряжения :                     U_к1 = x_кр * Eк = 0.6*25 = 15 (В)

5.  Постоянная составляющая коллекторного тока :                             I_к0 = a₀(90°)* i_кмах = 0.318 * 5.4 = 1.717 (А)

6.  Мощность потребляемая от ист. питания :                                            P₀ = I_к0* Eк = 1.717*25 = 42.93 (Вт)

7.  Мощность , рассеиваемая на коллекторе :                                       P_рас = P₀ – P₁ = 42.93 – 37.5 = 5.43 (Вт)                                       

Проверим на допустимую величину :                                              P_рас  < P_доп  = 75 (Вт)

8.  Электронный КПД :                                                                            h_э = P₁/ P₀ *100% =87.35%

9.  Амплитуда управляющего заряда :                                                  Q_у = i_кмах/2pf₁(1-cosQ) = 5.4/(2*3.14*900*10⁶) = = 954.9*10^-12  (Кл)

10.  Минимальное мгновенное напряжение на эммитерном переходе :                                                                                    Uэ_min = U_отс – Q_у/C_э*(1 – cos(p+Q)) = -0.394 (B)

Проверка : |Uэ_min| < Uб_доп = 4 В

11.  Постоянное напряжение на эммитерном переходе :               Uэ_по = U_отс - g₀(p-Q)Q_у/C_э =                                  = 0.6 – 0.318 *954.9/800 = 0.42 (B)

12.  Сопротивление нагрузки :                                                                 R_н = U_к1/I_к1 = 15/2.7 = 5.556 (Oм)

13.  Коэффициент умножния :                                                              x = 1 + g₁(Q)*2pf_mC_к*R_н = 1.942

14.  Амплитуда первой гармоники суммарного тока :                         I_б1^¢= 2pfQ_у*x=2*3.14*400*10⁶*9.5*10^-10*1.9= = 4.66 (A)

15.  Для восстановления симметр. , косинусоидальной формы импульсов i_н(t) парал. Входу транзистора подключаем корректирующий резистор :                                                            R₃ = 1/2pf_bC_э = 6,63 (Ом)

16.  Часть выходной мощности потреблямая в R₃ :                 P_вх^¢ =1/2* g₁(p-Q)Q_у²/( R₃ - C_э² ) = 0,0554 (Вт)

17.  Входное сопротивление :

R_вх = g₁Q2p f_mC_э/x = =0.5*2*3.14*0.03*0.24/1.778 = 0.349 (Ом)

18.  Часть мощности в R_вх ,обусловленная прямым прохождением мощности в нагрузку через L_э :                                       P_вх^” = I_бэ²*R_вх/2 = 3,796 (Вт)

19.  Суммарная мощность расходуемая в сопротивлениях R₃ и R_вх :                                                                                                  P_вх = P_вх^¢ + P_вх^” = 0.054 + 3.796 = 3.85 (Вт)