Генератор на транзисторе.
Генератор на транзисторе – система, в которой возникают незатухающие высокочастотные синусоидальные колебания. Генератор на транзисторе содержит колебательный контур с конденсатором емкостью С и катушкой индуктивностью L, источник энергии и транзистор.
Устройство:
Источник энергии, за счет которого поддерживаются незатухающие колебания (источник постоянного напряжения).
Колебательная система, т. е. та часть автоколебательной системы, в которой непосредственно происходят колебания (колебательный контур).
Устройство, регулирующее поступление энергии от источника в колебательную систему,— «клапан» (транзистор).
4. Устройство, обеспечивающее обратную связь, с помощью которой колебательная система управляет «клапаном» (индуктивная связь катушки контура с катушкой в цепи эмиттер — база).
Работа генератора.
Если конденсатор колебательного контура заряжен, то в контуре возникнут затухающие колебания. В конце каждого периода колебаний заряд на пластинах конденсатора имеет меньшее значение, чем в начале периода. В результате энергия колебаний уменьшается. Чтобы колебания не затухали, нужно компенсировать потери энергии за каждый период.
Пополнять энергию в контуре можно, подзаряжая конденсатор. Для этого надо периодически подключать контур к источнику постоянного напряжения. Конденсатор должен подключаться к источнику только в те интервалы времени, когда присоединенная к положительному полюсу источника пластина заряжена положительно, а присоединенная к отрицательному полюсу — отрицательно. В контуре незатухающие колебания установятся лишь при условии, что источник будет подключаться к контуру в те интервалы времени, когда возможна передача энергии конденсатору. Для этого необходимо обеспечить автоматическую работу ключа. При высокой частоте колебаний ключ должен обладать огромным быстродействием. В качестве такого ключа и используется транзистор. Колебательный контур соединен последовательно с источником напряжения и транзистором таким образом, что на эмиттер подан положительный потенциал, а на коллектор — отрицательный. При этом переход эмиттер — база (эмиттерный переход) является прямым, но переход база — коллектор (коллекторный переход) оказывается обратным, и ток в цепи не идет. Чтобы в цепи контура возник ток и подзаряжал конденсатор контура при колебаниях, нужно сообщать базе отрицательный относительно эмиттера потенциал, причем в те интервалы времени, когда верхняя пластина конденсатора заряжена положительно, а нижняя — отрицательно.
Таким образом, для компенсации потерь энергии колебаний в контуре, напряжение на эмиттерном переходе должно периодически менять знак в строгом согласовании с колебаниями напряжения на контуре. Необходима обратная связь.
Обратная связь в рассматриваемом генераторе индуктивная. К эмиттерному переходу подключена катушка индуктивностью Lсв, индуктивно связанная с катушкой индуктивностью L контура. Колебания в контуре вследствие электромагнитной индукции возбуждают колебания напряжения на концах первой катушки и тем самым на эмиттерном переходе. Если фаза колебаний напряжения на эмиттерном переходе подобрана правильно, то «толчки» тока в цепи контура действуют на контур в нужные интервалы времени и колебания не затухают.
Генераторы на транзисторах широко применяются во множестве радиотехнических устройств: в радиоприемниках, передающих радиостанциях, усилителях, в современных электронно-вычислительных машинах.