2. Пример расчетаэлектронногорежима транзисторного усилителя мощности Исходные данныедля расчетатранзисторного усилителя мощности (тум):

• использован транзистор типа КТ903А;

• угол отсечки:=90;

• напряжение питания E_п=U_к=27 В;

• величина колебательной мощности P₁равна 10 Вт;

• рабочая частотаfравна 3 МГц;

• добротность ненагруженной выходной цепи согласования(ЦС) равна 100;

• добротность нагруженной(ЦС) равна 20.

Параметрыкремниевогоn-p-n – транзистора типа КТ903А:

• граничная частота коэффициента передачи тока транзистора для схемы с ОЭf_т(f_гр)равна 120 МГц;

• статический коэффициент передачи тока транзистора в схеме с ОЭβ₀(h_21Э0)при температуре 20-40С равен 15…70. Рекомендуется использовать среднее значение:β₀=30;

• сопротивление базы r_б равно 2 Ом;

• напряжение отсечки (запирания) E_б равно 0,7 В;

• сопротивление насыщения между коллектором и эмиттером транзистора r_нас вч= 1/S_грзависит от частоты (см.табл.1).

Таблица 1

Сопротивление насыщения транзистора

f, МГц	0,6	0,8	1,0	1,5	1,8	2,1	2,4	2,7	3,0
rнасВЧ, Ом	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0

• интервал рабочих температур транзистора от –40 до

+85С;

• максимально допустимое напряжение база-коллектор U_{кб max}=60В;

• максимально допустимое напряжение база-эмиттер U_{бэ max}=4В;

• максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер U_кэmax=80В;

• максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер E_кэmax=60В;

• максимально допустимый постоянный ток коллектора I_{к max}= 3А;

• максимально допустимая постоянная мощность, рассеиваемая коллектором, P_{к max}= 30Вт(с теплоотводом);

• максимальная температура перехода t_пmax=150С;

• тепловое сопротивление переход-корпус R_пк=3,33С/Вт.

Расчет выполняетсядля граничного режима работы транзистора при использовании линейной аппроксимации ВАХ транзистора. Реальные характеристики заменены отрезками прямых(см. рис. 1). В расчете пренебрегают влиянием индуктивностей выводов инелинейностью междуэлектродных емкостей транзистора.

Расчет обеспечивает небольшую погрешность (10…20 %) при выполнении следующих условий:

1. Форма импульса коллекторного тока близка к косинусоидальной.

2. Выходной контур усилителя настроен в резонанс на частоту возбуждения.

3. Добротность нагруженного контура Q>>1.

На практике все эти условия обычно выполняются.

При угле отсечки =90коэффициенты разложения для косинусоидального импульса равны (см.приложение):

.

Расчет выходной (коллекторной) цепи

1. Коэффициент использования коллекторного напряжения в

граничном режиме при равен:

Для перехода в перенапряженный режим полученное значение _гр нужно увеличить на 10…20%, а для перехода в недонапряженный режим – на 10…20% уменьшить.

а

б

Рис. 1. Реальные и аппроксимированные статические

характеристики мощного биполярного транзистора:

а – проходные, б –выходные

2. Амплитуда коллекторного напряжения равна

3. Максимальное напряжение на коллекторе равно

.

4. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока равна

5. Высота импульса коллекторного тока равна

.

6. Постоянная составляющая коллекторного тока равна

7. Мощность, потребляемая усилителем от источника питания, равна

8. Мощность, рассеиваемая коллектором, равна

9. Электронный КПД равен

10. КонтурныйКПДравен

11. Общий КПД равен

12. Сопротивление коллекторной нагрузки равно