Напряжение смещения Uб0 часто выбирается нулевым. При этом угол отсечки будет близок к 80… 90°, при котором соотношение между Pвых1, ηэ, Kр близко к оптимальному. Кроме того, в этом случае отсутствует цепь смещения, что упрощает схему усилителя и не требует затрат мощности на осуществление смещения. В отношении Sгр надо иметь в виду, что перед расчетом ее следует уточнить, используя условие
(для схемы ОЭ — 0,7; для схемы ОБ — 0,8).
При этом Pвых1 и Uк0 берутся для выбранного транзистора. При невыполнении этого условия можно несколько увеличить Sгр (на 10… 15%).
Предлагаемая методика расчета исходит не из Pвых1, а из мощности Рг, развиваемой эквивалентным генератором тока iг. Мощность Рг в схеме ОЭ следует взять на 10‑20% меньше, чем требуемая Pвых1, которая имеет приращение из-за прямого прохождения части входной мощности. На f>frp в схеме ОБ Рг берется на 25... 50% выше Pвых1, на f<frp эта доля меньше.
К начальным параметрам расчета относится температура корпуса транзистора. Ее можно задать как Тк=Тс+(10… 20) °С с учетом перегрева радиатора относительно окружающей среды.
Если после проведения расчета на значения , f ' в типовом режиме Kр отличается от справочного значения не более, чем на , то можно считать, что параметры эквивалентной схемы, принятые в расчете, оценены правильно. Если модуль пикового напряжения , то это означает, что значение емкости Сэ занижено. Для удобства расчета исходные данные целесообразно свести в таблицу в следующем порядке:
Pвых1, Bт;
Pг, Bт;
f, МГц;
fгр, МГц;
Uкэ доп, В;
Uкб доп, В;
Uбэ доп, В;
U', В;
Uв0, В;
Uк0, В;
Sгр, А/В;
Rпк, °С/Вт;
Тп, °С;
Тк, °С;
h21э;
Cк, пФ;
Cкп, пФ;
Cэ, пФ;
rб, Ом;
rэ, Ом;
rк, Ом;
Lб, нГн;
Lк, нГн;
Lэ, нГн;
Pк доп, Вт.
Приводимый ниже порядок расчета граничного режима работы при Uв0=0 может быть использован для включения транзистора как по схеме ОЭ, так и по схеме ОБ. Там, где формулы расчета для схем ОЭ и ОБ отличаются, будет сделана пометка «ОЭ» или «ОБ». Все расчеты проводятся в системе СИ.
.
2. Амплитуда напряжения и тока первой гармоники эквивалентного генератора:
3. Пиковое напряжение на коллекторе:
Uк пик = Uк0+Uг1<Uкэ доп.
При невыполнении неравенства следует изменить режим или выбрать другой тип транзистора.
4. Параметры транзистора:
; ; .
5. Находим значения параметров А и В:
, , где .
С помощью графика A(γ1) на рис. 4 определяем коэффициент разложения γ1(θ). Затем по табл. 3.1. [1] для найденного γ1(θ) определяем значения, θ, cos(θ) и коэффициент формы g1(θ).
6. Пиковое обратное напряжение на эмиттере
.
|
|
|
7. , где .
8. .
9. .
10. .
11. .
12. .
13. .
14. .
15. .
16. .
17. .
18. .
19. .
20. .
21. .
22. .
23. Амплитуда напряжения на нагрузке и входное сопротивление транзистора для первой гармоники тока:
;
24. Мощность возбуждения и мощность, отдаваемая в нагрузку:
для схемы ОЭ ;
Если Pвых1 будет отличаться от заданной более чем на ±20%, расчет следует провести заново, скорректировав значение Pг.
25. Постоянная составляющая коллекторного тока, мощность, потребляемая от источника питания, и электронный КПД соответственно:
; ; .
26. Коэффициент усиления по мощности, мощность, рассеиваемая транзистором и допустимая мощность рассеяния при данной температуре корпуса транзистора:
; ; .
Можно принять значение Тп max=Tп, где Tп — допустимое значение, взятое из справочных данных.
Следует убедиться, что .
27. Сопротивление эквивалентной нагрузки на внешних выводах транзистора
Данный расчет исходил из нулевого смещения на входном электроде транзистора. В ряде случаев этот режим может быть не оптимальным и желательно вести расчет на заданный угол отсечки (например в усилителе ОБ для стабилизации режима уменьшают угол отсечки). Тогда, выбрав угол отсечки θ, по табл. 3.1. [1] находят коэффициент α1(θ) и определяют
.
Затем в п. 5 находят напряжение смещения Uв0 из соотношения
,
где берут (для выбранного θ) также из табл. 3.1.
