Учет инерционности транзистора (проверочный расчет)

При косинусоидальной форме импульса коллекторного тока крутизну S_п определяют для тока, равного 0,5I_{к max},

13. Сопротивление рекомбинации равно

14. Крутизна тока коллектора равна

15. Граничная частота по крутизне равна

Поскольку заданная рабочая частотаf<0,5f_s=3,15МГц, при расчете коллекторной цепи действительно можно пренебречь инерционностью транзистора.

Расчет электронного режимавходной цепи

Инерционность биполярных транзисторов начинает сказываться уже на частотах, во много раз меньших предельной частоты f_т. Инерционность проявляется в запаздывании максимума импульса коллекторного тока относительно возбуждающего напряжения. Кроме того, амплитуда импульса тока уменьшается, а его длительность увеличивается. В токе базы с ростом частоты возрастает емкостная составляющая. С ростом мощности уменьшается активное входное сопротивление транзистора. При мощностях более одного ватта входное сопротивление открытого транзистора составляет единицы или даже доли ома, а закрытого – существенно больше. В этих условиях базу мощного транзистора целесообразно включать во входной контур последовательно, а не параллельно, как это обычно принято в устройствах малой мощности. При последовательном включении в контур входной ток транзистора близок к синусоидальному, а напряжение на входных зажимах транзистора несинусоидально.

Оценим величину мощности возбуждения при синусоидальном входном напряжении.Поскольку на высоких частотах емкость эмиттерного перехода практически закорачивает сопротивление рекомбинации можно принять, чтоисточник возбуждения нагружен лишь на сопротивление базы r_б, так что средняя величина входного сопротивления усилителя равна

В этом случае мощность возбуждения равна

В действительности мощность возбуждения транзистора будет несколько меньшей.

 Коэффициент усиления транзистора по мощности равен

Следует отметить, что коэффициент усиления по мощности на каскад, определяемый как отношение колебательной мощности P₁транзистора данного каскада к колебательной мощности транзистора предыдущего каскадаP_1пред, получается значительно ниже коэффициента усиления транзистора. Это различие обусловлено потерями мощности вмежкаскадной цепи согласования.

4. Занятие №1. Расчет нагрузочных характеристик тум Лабораторное задание

1. Нарисуйте принципиальную схему выходного каскада ТУМ с измерительными приборами. Укажите назначение элементов этой схемы.

2. Нарисуйте эквивалентные схемы выходного каскада ТУМ: а) по высокой частоте; б) по постоянному току.

3. Укажите на принципиальной схеме выходного каскада ТУМ пути прохождения постояннойI_к0и переменнойI_к1составляющих коллекторного тока.

4. Запишите определения угла отсечки, недонапряженного и перенапряженного режимов.

5. Нарисуйте проходную и выходную характеристики транзистора КТ903 (см. рис. 1). Укажите на этих характеристиках области недонапряженного и перенапряженного режимов, а также напряжение смещения Е_б,соответствующее углу отсечки 90⁰_.

6. Выполните расчет электронного режима ТУМ на транзисторе КТ903 в граничном режиме работы.

7. Рассчитайте нагрузочные характеристики ТУМ: (I_k0, I_k1, U_k, U_н) R_Кпри R_к/R_кгр=0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 1,0; 2,0 и 5,0.

Исходные данные для расчета:

• использован транзистор типа КТ903А;

• угол отсечки:=90;

• напряжение питания E_п=U_к=26 В;

• величину колебательной мощностиP₁(от 8 до 15Вт)и рабочей частоты fзадает преподаватель;

• величину сопротивления насыщения транзистора на заданной рабочей частоте можно определить по табл.1.

При расчете ТУМ в перенапряженном режиме работы можно пренебречь искажением формы импульса тока (влиянием верхнего угла отсечки) и использовать для перенапряженного режима работы транзистора следующие расчетные соотношения:

Результаты расчета занесите в табл. 2.

Таблица 2

Нагрузочные характеристики ТУМ

Rк/ Rк гр	0,1	0,3	0,5	0,7	1,0	2,0	5,0
Rк, Ом
Uk, В
Ik1, А
Ik0, А
P0, Вт
P1,Вт
Pk,Вт
ηe

Постройте (см. рис. 2) и объясните (см. рис. 3)нагрузочные характеристики ТУМ:(I_k0, I_k1, U_k, U_н) R_к.

а б

Рис. 2. Нагрузочные характеристики ТУМ

Рис. 3. Определение амплитуды импульса коллекторного тока при различных сопротивлениях нагрузки