2.Расчет оконечного каскада

2.1.Выбор транзистора для оконечной ступени передатчика

В задании на курсовое проектирование указывается колебательная мощность на входе фидера, соединяющего передатчик с антенной - Р_Ф. Но между фидерным разъемом и коллекторной цепью транзистора стоит цепь связи, трансформирующая сопротивление фидера и ослабляющая внеполосные излучения передатчика, примем величину КПД цепи связи , тогда мощность, на которую следует рассчитывать ГВВ равна:

(3).

Из данных таблицы 3.1 [1] выбираем подходящий транзистор 2Т951А с параметрами:

Таблица 1.Параметры транзистора 2Т951А

Параметр	Пояснение	Значение
rб	Сопротивление материала базы	0,5, Ом
rэ	Стабилизирующее сопротивление в цепи эмиттера	0,2, Ом
Rуе	Сопротивление утечки эмиттерного перехода	0,1, кОм
	Коэффициент передачи по току в схеме с общим эмиттером ОЭ на постоянном токе	39
fт	Граничная частота передачи по току в схеме с ОЭ	251 МГц
Ск	Барьерная ёмкость коллекторного перехода при соответствующем напряжении Ек	65 пФ
Сэ	Барьерная ёмкость эмиттерного перехода при соответствующем напряжении Еэ	600, пФ
Lэ	Индуктивность вывода эмиттера транзистора	3,8, нГн
Lб	Индуктивность вывода базы транзистора	3,2, нГн
Lк	Индуктивность вывода коллектора транзистора	1,3…3,2, нГн
Eкэ доп	Предельное напряжение на коллекторе	60, В при Екб имп
Eк доп	Допустимое значение питающего напряжения на коллекторе	28, В
Eбэ доп	Допустимое значение обратного напряжения на эмиттерном переходе	4, В
Iк0 доп	Допустимое значение постоянной составляющей коллекторного тока	5, А
Iб0 доп	Допустимое значение постоянной составляющей базового тока	1,0, А
Кp	Коэффициент усиления по мощности	5…25
	Коэффициент полезного действия	60…80, %
Ек	Напряжение коллекторного питания при эксперименте	28, В
Рн	Мощность отдаваемая транзистором	25 Вт

2.2Расчет коллекторной цепи транзистора

Электрический расчет коллекторной цепи производится в критическом режиме

Расчет выполняется в соответствии с указаниями на стр.98-99 [2]

1.Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе

,

где , Ек следует подставлять уменьшенное относительно Еп на 0,1-0,5 В, что связано с потерями по постоянному току в блокировочном дросселе.

2.Максимальное напряжение на коллекторе не должно превышать допустимого:

,

3.Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:

4.Постоянная составляющая коллекторного тока

5.Максимальный коллекторный ток:

,

где

6.Максимальная мощность, потребляемая от источника коллекторного питания:

7.Коэффициент полезного действия коллекторной цепи

8.Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

Сопротивление коллекторной нагрузки

2.3. Расчет входной цепи

При расчете входной цепи предполагается, что между базовым и эмитерным выводами транзистора по ВЧ включен резистор , а между коллекторным и базовым – резисторСопротивленияR_доп и R_бк выбирают так, чтобы выровнять постоянные времени эмиттерного перехода в закрытом и открытом состояниях. Добавочное сопротивление одновременно снижает максимальное обратное напряжение на закрытом эмиттерном переходе и повышает устойчивость работы генератора. Схема включения добавочных резисторов представлена на рис.2. В реальных схемах, на частотах,, можно не ставить R_доп и R_бк , однако в расчетных формулах необходимо учитывать.

Рис.2. Схема включения

1.Амплитуда тока базы определяется соотношением:

где коэффициент  равен:

2.Напряжение смещения на эмиттерном переходе при  = 90 находится как:

Где Е_отс = 0,7 В (для кремниевого транзистора).

3.Значение максимального обратного напряжения на эмиттерном переходе определяется формулой:

По результатам видно. что полученное значение не превышает допустимое значение (U_{бэ доп} = 4 В)

4.Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов.

5.Рассчитаем параметры эквивалентной схемы входного сопротивления транзистора при включении с общим эмиттером (рис.3):

Рис.3. Эквивалентная схема входного сопротивления транзистора

При расчёте входной индуктивности необходимо добавить к L_э ещё 5 нГн с учётом погонной индуктивности соединительного проводника с кристаллом, тогда получим:

При расчёте r_{вх оэ} необходимо учесть, что С_ка = С_к/2, а к L_э также добавляется погонная индуктивность 5 нГн.

6.Активная составляющие комплексного входного сопротивления транзистора

7.Расчёт входной мощности транзистора:

8.Расчёт коэффициента усиления по мощности транзистора

После выполнения расчёта входной (базовой) и коллекторной цепи транзистора (при наихудших условиях) видно, что в выбранном режиме транзистор может обеспечить требуемую мощность 7 Вт на выходе передатчика с K_p =8,75, имеет при этом достаточно высокий КПД  67%.

Мощность рассеиваемую в транзисторе находят следующим образом:

Р_рас  Р_{к max} +Р_вх = 4,263 + 1,027 = 5,29 Вт.