1.1.2. Выбор активного элемента

Транзистор оконечного каскада выбирается, исходя из требуемой мощности в максимальном режиме и заданной рабочей частоты f_раб.

Мощность, которую можно будет получить при выборе данного транзистора, будет примерно равна:

Р_вых≈(1…1,3)∙Р_{расс ,} (1.8)

где Р_расс - мощность рассеивания на коллекторе.

При f _раб → f_т – Р_вых ↓, К_р ↓, то режим устойчивый;

При f _раб → f_β – Р_вых ↑, К_р ↑, то режим неустойчивый.

Также получение большой мощности приводит к снижению надежности транзистора.

По мощности подходят транзисторы 2Т950А и КТ922В (см. справочники).

Для максимального использования активного элемента биполярный транзистор применяется в области высоких частот и выбирается, исходя из заданной частоты /1/:

f_Т >f_раб> 3f_β (1.9)

где f_β – частота, на которой коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ падает до уровня 0,707 от статического низкочастотного коэффициента усиления по току, приведенного в справочнике.

f_T – граничная частота приводится в справочнике, если f_T не указана, то ее можно определить по формуле :

= (1.10)

где |h_21э|_спр – модуль коэффициента усиления по току, измеренный на частоте f_спр.

Для транзистора 2Т950А:

Для транзистора КТ922В:

_(1.11)

Для транзистора 2Т950А:

Используем =50(см. справочник). Или

= (1.12)

Для транзистора КТ 922В:

И спользуем =50 (см. справочник).

Коэффициент усиления по току на рабочей частоте:

= (1.13)

2Т950А: КТ922В:

Проверим справедливость неравенства:

f_Т >f_раб> 3f_β

Для 2Т950А 360 ∙10⁶ >80 ∙10⁶> 3∙ 7.2∙ 10⁶

Условие выполняется, расчёт можно продолжать.

Если f_раб<f_β и при расчете ф.(1.11,1.12) получилось h_21э>h_21эо, то принимаем

h_21э= h_21эо (см. рис.4)

Рис.4. Зависимость коэффициента усиления по току от частоты.

Для проверки получения на выбранном транзисторе возможной мощности воспользуемся формулой через предельные допустимые параметры транзистора.

(1.14)

_где

_{α1 - коэффициент Берга, при θ = 90◦ α1=0.5}

– крутизна критического режима.

Для 2Т950А в справочнике (см.П.1)

_а) =0.15 (1.15а)

Для КТ922В (см.П.2)

_{б) (1.15б)}

где U_КЭнас, I_Кнас – напряжение и ток в режиме насыщения, указаны в справочнике.

Если в справочнике приведена выходная характеристика, то сопротивление насыщения можно определить (см.рис.5б и П.2) по формуле:

Для КТ922В:

_в) (1.15в)

а) б)

Рис.5.

а) Входная, проходная б) выходная характеристики биполярного транзистора

где S_Б – крутизна входной характеристики касательная в рабочей точке I_Бмах,

E'_Б  Е',

E'_Б – напряжение отсечки базового тока,

Соответствуют выбранному режиму I_Кmах и I_Бmах =

Е' – напряжение отсечки коллекторного тока ( напряжение сдвига проходной характеристики ).

U_{КЭост кр} – остаточное напряжение К-Э,

U_БЭраб – напряжение Б-Э

Если в справочнике нет сведений о параметрах насыщения или выходной характеристики, но имеется выходная мощность, измеренная при напряжении U_КЭ, то сопротивление насыщения можно определить по формуле:

_{г) (1.15г)}

,

где Р_{вых.спр} – выходная мощность, измеренная при U_КЭ.спр.

Рассчитаем возможную мощность (см.ф.(1.14)) при использовании транзистора 2Т950А (справочники: Голомедов А.В. стр. 307. Петухов В.М. т.3 стр.443), см. Приложение 1.

( 1.16а)

(1.16б)

Требуется 53.148Вт (см. ф.(1.7)).

Уточним режим работы транзистора.

Напряжение на коллекторе в максимальном режиме:

(1.17)

(1.18)

Зададимся E_Кmax =28,9В и I_Кmax=7,67А, определим мощность.

Требуется 53.148Вт

Транзистор 2Т950А подходит.