Влияние амплитуды возбуждения и питающих напряжений на режим работы генератора с внешним возбуждением

При настройке ГВВ приходится регулировать напряжение смещения и амплитуду переменного напряжения базы. Кроме того, изменение питающих напряжений по различным причинам, может привести к изменению режима работы каскада.

Рассмотрим влияние на характеристики усилителя изменения амплитуды возбуждения U_б .

Предположим, что напряжение коллекторного источника Е_к и сопротивление нагрузки R_к постоянны. Напряжение базового смещения примем таким, которое обеспечит угол отсечки θ=90^°, а напряжение возбуждения возрастает от нуля. При малых амплитудах транзистор работает в недонапряженном режиме (НР), а ток имеет форму косинусоидального импульса. Дальнейшее увеличение U_б приведет к появлению провала в амплитуде тока, и транзистор перейдет в перенапряженный режим (ПР). Амплитуда первой гармоники тока I_k1 и постоянная составляющая тока I_k0 в ПР практически не изменяются, так как угол отсечки остается постоянным. Соответственно КПД(η) увеличивается в НР и остается постоянным в ПР. Такой режим используется при усилении амплитудно-модулированных колебаний так как, при θ=90^°обеспечивается постоянство КПД и отсутствие искажений усиливаемого сигнала.

При выборе напряжения смещения, для которого θ <90^°, с увеличением U_б угол отсечки увеличивается, токи I_k1 и I_k0 линейно нарастают. При значительном увеличении U_б транзистор переходит в ПР. В ПР угол отсечки остается почти постоянным и изменение токов практически не происходит. Следовательно, в НР Р₀ растет линейно, так как Р₀ = Е_к I_k0, а Р_к1 растет пропорционально квадрату I_k1. Критический режим достигается при большей амплитуде U_б, а критическое значение I_k1 несколько меньше, чем при θ=90^°.

Если выбрано напряжения смещения, для которого θ > 90^°, то при увеличении напряжения возбуждения, угол отсечки уменьшается и стремится к 90^°. Но в этом случае, несмотря на уменьшение угла отсечки, каждому значению U_б соответствует больший импульс тока, чем для случая, когда θ = 90^°. Поэтому ПР наступает уже при меньших значениях U_б.

Рассмотрим влияние напряжения смещения Е_б на режим работы ГВВ.

Значения напряжения коллекторного источника Е_к, напряжения возбуждения U_б и сопротивления нагрузки R_к постоянны. Тогда, при увеличении Е_б угол отсечки увеличивается, токи I_k1 и I_k0 линейно нарастают. При дальнейшем увеличении Е_б в импульсе тока появляется провал, транзистор переходит в ПР и значения токов практически остаются постоянными. Очевидно, что значения Е_б, при котором наступает критический, а затем перенапряженный режимы зависят от U_{б ,}Е_к и сопротивления нагрузки R_к.

Влияние напряжения коллекторного источника Е_к при фиксированных U_б, Е_к и R_к, начнем с рассмотрения такого значения Е_к , при котором транзистор находится в критическом режиме (КР). Если Е_к увеличивать, то остаточное напряжение на коллекторе (е_{к min} = Е_к – U_к) возрастает и режим становится недонапряженным. Форма и амплитуда импульса зависят только от значения U_б. Токи I_k1 и I_k0 в этой области будут практически постоянными. К.П.Д (η) в НР уменьшается, так как I_k1 и U_кm постоянны, а с увеличением Е_к уменьшается коэффициент использования коллекторного напряжения ξ .

При уменьшении Е_к остаточное напряжение на коллекторе становится меньше критического, транзистор переходит в ПР. Мощность Р_к1 уменьшается, аналогично изменяется и мощность Р₀.