2. Расчёт усилительных и умножительных каскадов.
2.1. Расчёт усилителя мощности (4).
Исходные данные:
выходная мощность:
Вт.
При расчёте транзистора Р1 (мощность, которую должен отдавать транзистор оконечного каскада в режиме усиления) будем принимать равной 10.2 Вт для обеспечения выходной мощности 8.7 Вт с учётом потерь.
рабочая частота: 143 МГц.
Для усилителя мощности выбираем транзистор 2t934Б.
Оценим усиление транзистора на заданной частоте с учётом типовых значений:
раб.частота (МГц) |
мощность (Вт) |
kp |
КПД (%) |
Напряжение питания (В) |
Схема включения |
400 |
>12 |
4…7 |
>50 |
28 |
ОЭ |
Для худшего случая примем kp типовой=4. Коэффициент усиления по мощность kp=4 невелик и изменяется приблизительно пропорционально квадрату частоты:
По принятому КПД цепей согласования (межкаскадных связей), равному 0.8, определим мощность, необходимую для возбуждения оконечного каскада (т.е. усилителя мощности):
Оценим
возможность применения выбранного
транзистора при заданной рабочей
температуре
.
Используя КПД транзистора, рассчитаем
потери мощности на коллекторе:
Исходя
из максимальной температуры перехода
определим:
Таким образом, условия температурного режима выполняются.
Параметры транзистора и вводимые значения:
f=143 |
P=10.2 |
ОЭ |
fГ=1000 |
h21Э=75
|
Sкр=0.66 |
ЕК=28
|
E’=0.7
|
|
UКЭ ДОП=60
|
UЭБ ДОП=4
|
Ik0MAX=2 |
RПК=8.8
|
ТП=160
|
ТК=40
|
сЭ=115
|
сКА=2.9
|
сК=8.6
|
rБ=1.9
|
rЭ=0
|
rК=2
|
LБ=3.1
|
LЭ=1.2
|
LК=2.5
|
Пассивная ёмкость коллекторного перехода:
сКП=сК-сКА=5.7
Расчёт транзисторного усилителя мощности:
1. мощность, развиваемая эквивалентным генератором (ЭГ) тока на выходе транзистора:
2. крутизна линии граничного режима:
3. коэффициент использования транзистора по коллекторному напряжению в граничном режиме:
4. амплитуда напряжения ЭГ:
5. амплитуда тока первой гармоники ЭГ:
6. пиковое напряжение на коллекторе:
7. сопротивление нагрузки ЭГ:
8. крутизна по переходу:
9. сопротивление рекомбинации неосновных носителей:
10. крутизна статической характеристики транзистора:
11. угол отсечки импульса ЭГ:
12. коэффициенты разложения для нулевой и первой гармонических составляющих:
13. пиковое обратное напряжение на эмиттерном переходе:
UЭБ
ДОП=
14. управляющий ток:
15. ток эмиттера:
16. напряжение на сопротивлении rЭ с учётом индуктивности LЭ:
17. первая гармоника напряжения на переходе:
18. напряжение на активной ёмкости коллекторного перехода cKA:
19. ток через ёмкость cKA:
20. ток через сопротивление rБ:
21. напряжение на rБ:
22. напряжение на пассивной ёмкости коллекторного переходе сКП:
23. ток через ёмкость сКП:
24. сопротивление потерь коллектора rК, приведённое к параллельному эквиваленту относительно пассивной емкости коллекторного перехода:
25. ток источника возбуждения транзистора:
26. напряжение на индуктивности вывода базы:
27. напряжение возбуждения транзистора:
28. первая гармоника тока коллектора:
29. амплитуда напряжения на нагрузке:
30. входное сопротивление и входная проводимость для первой гармоники:
31. мощность возбуждения – выходная мощность предыдущего каскада:
32. мощность в нагрузке:
33. постоянная составляющая тока коллектора:
34. потребляемая мощность:
35. коэффициент полезного действия:
36. коэффициент усиления по мощности:
37. допустимая мощность рассеяния транзистора:
38. рассеиваемая мощность в транзисторе:
39. сопротивление нагрузки на внешних выводах транзистора:
