2.1 Расчет стоковой цепи
Расчет стоковой цепи производится независимо от схемы включения транзистора. Значение θ = 90°, при этом коэффициенты составляющих косинусоидального импульса сведены в таблицу 3.1
Таблица 3.1
θ, ° |
0(θ) |
1(θ) |
γ0(θ) |
γ1(θ) |
90 |
0,318 |
0,5 |
0,318 |
0,5 |
1. Амплитуда первой гармоники напряжения на стоке в граничном (критическом) режиме
,
2. Максимальное
напряжение на стоке
3. Амплитуда первой гармоники стокового тока
4. Постоянная составляющая стокового тока
5. Максимальная величина стокового тока
6. Мощность, потребляемая от источника стокового питания
7. Коэффициент полезного действия стоковой цепи
8. Мощность, рассеиваемая на стоке транзистора
9. Сопротивление стоковой нагрузки
2.2 Расчет входной цепи
1. Амплитуда переменного напряжения на канале
Напряжение смещения на затворе
Максимальное напряжение на затворе
Амплитуда тока затвора
,
где
Значения параметров эквивалентной схемы сопротивления транзистора
Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления
Входная мощность
Мощность, рассеиваемая на транзисторе
Коэффициент усиления по мощности
3.Расчет согласующей цепи
Вузкодиапазонных транзисторных генераторах, цепи связи целесообразно строить в виде Г-, Т- и П- цепочек. Их проектирование рассматривается ниже. Особенности построения согласующих цепей связи, одновременно обеспечивающих заданную фильтрацию высших гармоник применительно в первую очередь к ламповым генераторам.
В качестве согласующей цепи выберем П-цепочки.
Рисунок 3.2. Схема согласующей П – цепочки.
Рассчитаем значение элементовП - цепочкипри
3.1 Расчет конструктивных параметров индуктивных элементов
Реализация
таких значенийиндуктивности возможно
на микрополосковых линиях. Необходимо
рассчитать длину и ширину микрополосковых
отрезков для реализации индуктивностей.
Возьмем диэлектрик стеклотекстолит с
диэлектрической проницаемостью и
шириной:
Ом,
,d=1.5мм,
при этом
Ом
.
Рассчитаем геометрическую ширину микрополосковойлинии на которой и будут реализованы индуктивности схемы.
,
откуда
Рассчитаем электрические игеометрические длиннымикрополосковых линий индуктивности:
4.Принципиальная схема каскада
5. Расчет параметров радиатора охлаждения
5.1 Охлаждение теплонагруженных элементов
Естественное и принудительное воздушное охлаждение широко используется не только для общего охлаждения приборов, но и для охлаждения отдельных теплонагруженных элементов. Например, охлаждение мощных генераторных ламп, диодных выпрямителей или полупроводниковых приборов производится принудительно и чаше всего вентиляторами центробежного типа.
Известно, что реализация требований снижения объемов РЭА обычно производится за счет увеличения плотности компоновки ее базовых элементов. В результате удельная мощность тепловыделения возрастает настолько, что естественное воздушное охлаждение становится подчас малоэффективным. Повышение его эффективности достигается увеличением теплоотводящей поверхности - созданием на ней ребер. Такой способ интенсификации теплоотвода широко используется для охлаждения отдельных теплонагруженных элементов и узлов РЭА. Следует отметить, что при оребрении поверхности контактный способ теплоотвода играет значительную роль. Особенно широко этот способ используется в микроэлектронной аппаратуре при отводе тепла от теплонагруженных микросхем. Наиболее эффективным, средством контактного отвода тепла являются теплоотводящие радиаторы, тепловые трубы и термоэлектрические батареи.
Телоотводящие радиаторы различаются между собой формой ребер, способом осуществления теплового контакта и мощностью теплового рассеяния. Наибольшее распространение в РЭА получили радиаторы с ребрами пластинчатой, ребристой, штырьковой и игольчатой форм. Типовые конструкции радиаторов с установленными на них источниками тепла показаны на рис. 1.
Пластинчатые радиаторы изготовляют из листовой стали или листового проката алюминиевых сплавов толщиной от 2 до 6 мм. Из-за сравнительно малой эффективности такие радиаторы используются дня отвода тепла небольших мощностей.
Ребристые радиаторы при одинаковых размерах с пластинчатыми более эффективны. Их изготовляют из алюминиевых или магниевых сплавов, способом литья, с последующей обработкой контактных площадок до 6 - 7-го класса чистоты поверхности.
Штырьковые радиаторы имеют более высокий коэффициент теплообмена, чем ребристые, и изготовляются преимущественно литьем под давлением.
Игольчатые радиаторы в несколько раз эффективнее штырьковых, однако сложность изготовления и сравнительно большая стоимость несколько сдерживают их применение.
Эффективность теплообмена радиаторов находится в прямой зависимости от количества и размеров ребер, а также от взаимного расположения их. Наименьшая толщина ребра определяется технологическими возможностями литья, а минимальный размер между соседними плоскостями ребер рекомендуется делать не менее 4-6 мм из-за необходимости образования на стенках ребер пограничного слоя охлаждающего воздуха наименьшей толщины.
Для обеспечения теплового контакта с наименьшим термическим сопротивлением между источником тепла и радиатором устанавливаются мягкие прокладки с высокой теплопроводностью (алюминий, свинец, олово). Если необходимо электроизолировагь источник тепла от радиатора, то оксидируют контактную плоскость или используют прокладки из оксидированного алюминия.
В целях ликвидации между ребрами застоя пограничного слоя охлаждающего воздуха и обеспечения его турбулентности поверхность ребер оксидируют или на нее наносится глянцевое лакокрасочное покрытие.
Расчет радиатора заключается в определении его геометрических размеров при заданной мощности теплового рассеяния, температуре окружающей среды и максимально допустимом нагреве корпуса охлаждаемого элемента.