Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

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
r_б	Сопротивление материала базы	0,5, Ом
r_э	Стабилизирующее сопротивление в цепи эмиттера	0,2, Ом
R_уе	Сопротивление утечки эмиттерного перехода	>0,1, кОм
	Коэффициент передачи по току в схеме с общим эмиттером ОЭ на постоянном токе
f_т	Граничная частота передачи по току в схеме с ОЭ	251 МГц
С_к	Барьерная ёмкость коллекторного перехода при соответствующем напряжении Е_к	65 пФ
С_э	Барьерная ёмкость эмиттерного перехода при соответствующем напряжении Е_э	600, пФ
L_э	Индуктивность вывода эмиттера транзистора	3,8, нГн
L_б	Индуктивность вывода базы транзистора	3,2, нГн
L_к	Индуктивность вывода коллектора транзистора	1,3…3,2, нГн
E_{кэ доп}	Предельное напряжение на коллекторе	60, В при Е_{кб имп}
E_{к доп}	Допустимое значение питающего напряжения на коллекторе	28, В
E_{бэ доп}	Допустимое значение обратного напряжения на эмиттерном переходе	4, В
I_{к0 доп}	Допустимое значение постоянной составляющей коллекторного тока	5, А
I_{б0 доп}	Допустимое значение постоянной составляющей базового тока	1,0, А
К_p	Коэффициент усиления по мощности	5…25
h	Коэффициент полезного действия	60…80, %
Е¢_к	Напряжение коллекторного питания при эксперименте	28, В
Рн	Мощность отдаваемая транзистором	25 Вт

Расчет 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

Расчет входной цепи

При расчете входной цепи предполагается, что между базовым и эмитерным выводами транзистора по ВЧ включен резистор , а между коллекторным и базовым – резистор Сопротивления R _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 c равен:

2.Напряжение смещения на эмиттерном переходе при q = 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.

Расчет цепи питания ОК

Выходная цепь активного элемента (АЭ) содержит цепь согласования (ЦС) с нагрузкой и источник питания, Эти элементы можно включить последовательно или параллельно. Поэтому, в зависимости от способа включения этих элементов в цепях питания выходных цепей ГВВ цепи питания делят на последовательные и параллельные соответственно.

К схемам питания выходных цепей ГВВ предъявляются следующие требования:

· Вся первая гармоника выходного тока должна проходить через нагрузку;

· Количество «побочных» цепей должно быть минимальным, т.к. большое их количество ведёт к уменьшению выходной мощности, а для каскада прямой задачей которого как раз и является усиление по мощности такое свойство не к чему.

И последовательная и параллельная схемы питания выходных цепей ГВВ удовлетворяют перечисленным требованиям. Но хотя схемы последовательного питания близки к идеальным при рациональным выборе блокировочных элементов, применять их можно лишь с такими цепями согласования, в которых имеется путь для постоянной составляющей выходного тока АЭ. При схемах ЦС, в которых элементом связи с АЭ является ёмкость необходимо использовать схемы параллельного питания (см. рис 4). Поэтому для нашего оконечного каскада в связи с тем, что цепью согласования является трансформатор сопротивления на длинных линиях (см. раздел 4 РАСЧЁТ ЦЕПИ СОГЛАСОВАНИЯ) воспользуемся именно такой (рис. 4) схемой питания выходной цепи ГВВ.

C_бл1 в параллельной схеме питания выходной цепи ГВВ необходима для того, чтобы постоянная составляющая коллекторного тока не попадала в нагрузку, т.е. был обрыв для I_к0. Lбл защищает источник питания от высокочастотной составляющей коллекторного тока, а Сбл2 уводит высокочастотные помехи из цепи питания на землю, чтобы они не попадали в коллекторную цепь.