|
, |
(8) |
где Uпл, вых – максимальная амплитуда сигнала с плеча ДК, В;
Uоткл – максимальное выходное напряжение, отклоняющее луч по оси Y, В.
Uоткл = 80 В – выходное напряжение УВО, рассчитанное в п.4.2.1.
Uпл, вых = 40 В.
Максимальное напряжение одного плеча каскодного ДК Uпл, max – напряжение линейного диапазона одного плеча ДК:
|
, |
(9) |
где Uпл, max – максимальное напряжение одного плеча ДК, В;
Uпл, вых – максимальная амплитуда сигнала с одного плеча ДК, В.
Uпл, вых = 40 В – значение рассчитано в п.4.4.1;
Uпл, max = 120 В.
4.4.2. Выбор транзисторов VT1, VT2, VT3, VT4.
Транзисторы VT1 и VT2 выбираем из числа ВЧ- транзисторов средней или большой мощности по условию:
|
Uke max > Uпл, max , |
(10) |
где Uke max – максимальное напряжение коллектор-эмиттер транзистора, В;
Uпл, max – максимальное напряжение одного плеча ДК, В;
Выберем транзисторы VT1 и VT2: BF257 фирмы SGS-THOMSON, параметры которого представлены в приложении 2.
Транзисторы VT3 и VT4 выбираем с минимальным значением τß по условию:
|
fT > 3/tн ОК , |
(11) |
где fT – частота единичного усиления транзистора, МГц;
tн – заданное время нарастания ОК, мкс.
tн = 0,023 мкс;
fT > 130 МГц.
Выберем транзисторы VT3 и VT4: 2SC3597 фирмы SANYO, параметры которых представлены в приложении 3. Максимально-допустимые коллекторные токи транзисторов VT1, VT2, VT3 и VT4 должны быть примерно равны.
4.4.3. Задание изменения коллекторного тока в нагрузке и выбор коллекторной нагрузки.
Коллекторные сопротивления R2 и R3 выбираем из условия:
|
Rk > Uпл max / Iвых max , |
(12) |
где Rk – сопротивление в цепи коллектора, кОм;
Uпл max – максимальное напряжение одного плеча ДК, В;
Iвых max – максимальный выходной ток, определяемый максимальным коллекторным током транзисторов, мА.
Uпл max = 120 В – значение рассчитано в п. 4.4.1;
Iвых max = 65 мА – берем из технической документации на транзисторы в приложениях 2 и 3 с 35%-м запасом.
Rk > 1,84 кОм.
Выберем значение 1,87 кОм из ряда номинальных значений E96.
R2 = R3 = 1,87 кОм.
4.4.4. Задание рабочих точек транзисторов.
Рассчитаем ток коллектора Iк2р транзисторов VT1 и VT2 в рабочей точке из условия:
|
, |
(13) |
где Iкр – ток коллектора в рабочей точки транзисторов VT1 и VT2, мА;
Iвых max – максимальный ток коллектора транзисторов VT1 и VT2, мА;
ΔIкдоп – допустимое изменение тока рабочей точки от дестабилизирующих факторов, в т.ч. от температуры, мА.
Iвых max = 65 мА;
ΔIкдоп = 0,0001 мА – берем из технической документации на транзистор BF257, представленной в прил.2;
Iк2р > 32 мА.
Выберем Iк2р = 30 мА.
Рассчитаем напряжение коллектор-эмиттер Uke2р транзисторов VT3 и VT4 в рабочей точке из условия:
|
, |
(14) |
Uke max = Uпл max = 120 В – рассчитано в п.4.4.1;
Uke2р < 60 В.
Выберем Uke2р = 42 В.
Вычислим ток коллектора Iк1р транзисторов VT3 и VT4 в рабочей точке из условия:
|
Iк1р = Iк2р/α2 = Iк2р (1+ß2)/ß2 , |
(15) |
где ß2 – коэффициент передачи тока базы транзисторов VT1 и VT2.
Iк2р = 32 мА;
ß2 = 25 – берем из технической документации на транзистор BF257, представленной в прил.2;
Iк1р = 31,2 мА.
Зададим постоянное напряжение Eb1 на базе транзисторов VT3 и VT4 исходя из предполагаемой схемы предшествующего каскада:
Eb1 = 0 В.
Выберем постоянное напряжение Eb2 на базе транзисторов VT1 и VT2, обеспечивающее паспортный режим транзисторов VT3 и VT4:
Eb2 = 5 В.
Рассчитаем напряжение коллектор-эмиттер Uke1 транзисторов VT3 и VT4 по формуле:
|
Uke1 = Eb2 - Eb1 |
(16) |
Uke1 = 5 В.
4.4.5. Расчет напряжения между шиной питания и эмиттером транзисторов VT3, VT4.
Рассчитаем напряжение E*k по формуле:
|
, |
(17) |
где E*k – напряжение между шиной питания и эмиттером транзисторов, В;
Uke1р = 5 В – рассчитано в п.4.4.4;
Uke2р = 42 В – рассчитано в п.4.4.4;
Rk = 1,87 кОм – рассчитано в п. 4.4.3;
Ik2р = 30 мА – рассчитано в п. 4.4.4;
E*k = 101 В.
4.4.6. Расчет параметров транзисторов.
Рассчитаем параметры rb re, Si, S, h11e, h22e, Ck, tb, tT транзисторов VT1, VT2 (BF257).
Входное сопротивление рассчитывается по формуле:
|
, |
(18) |
где rb - объемное сопротивление базы, Ом;
rbe - сопротивление внутренняя база - эмиттер, Ом;
re - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода, Ом.
h11e = 227,8 Ом.
Сопротивление базы:
rb = 10 Ом – берем из справочных данных на транзистор (см. прил.2.).
Сопротивление эмиттера рассчитывается по формуле:
|
, |
(19) |
Где - температурный потенциал, мВ;
Iep- ток эмиттера в рабочей точке, мА.
= 26 мВ
Iep= Ik1p = 31,2 мА,
re = 0,833 Ом.
Крутизна прямой передаточной характеристики:
|
(20) |
Si = 1154 мА/В.
Внутренняя (физическая) крутизна транзистора:
|
(21) |
S = 789 мА/В.
Емкость коллекторного перехода транзистора в р.т.:
|
, |
(22) |
где Сk0 – значение емкости коллекторного перехода при Uke= Uke0;
Uke0 – напряжение коллектор-эмиттер;
Uke – напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке.
Сk0 = 10,3 пФ,
Uke0 = 1 В – значения берем из технической документации на транзистор (см. прил.2.);
Uke = Uke2р = 42 В – рассчитано в п.4.4.4;
Сk = 1,59 пФ.
Частота единичного усиления транзистора:
fТ = 90 МГц – берем из технической документации (см. прил.2)
|
. |
(23) |
Из формулы следует, что τТ = 1,769 нс.
Граничная частота коэффициента передачи тока базы:
|
. |
(24) |
fß = 3,46 МГц.
τß= 46 нс.
Диффузионная емкость эмиттера:
|
. |
(25) |
Cbe = 2,12 нФ.
Граничная частота крутизны транзистора:
|
, |
(26) |
где = 2 нс.
fs = 160 МГц.
Граничная частота передачи тока эмиттера:
.
Рассчитаем параметры rb re, Si, S, h11e, h22e, Ck, tb, tT транзисторов VT3, VT4 (2sc3597).
Входное сопротивление рассчитывается по формуле (18):
h11e = 76,5 Ом.
Сопротивление базы:
rb = 10 Ом – берем из справочных данных на транзистор (см. прил.3.).
Сопротивление эмиттера рассчитывается по формуле (19):
= 26 мВ
Iep= Ik1p = 30 мА,
re = 0,867 Ом.
Крутизна прямой передаточной характеристики рассчитывается по формуле (20):
Si = 1200 мА/В.
Внутренняя (физическая) крутизна транзистора рассчитывается по формуле (21):
ß = 110 – берем из технических характеристик транзистора (см. прил.3)
S = 1035мА/В.
Внутреннее сопротивление транзистора ОЭ при управлении от идеального источника напряжения (внутреннее сопротивление источника Rg = 0)
|
, |
(27) |
где rk* - сопротивление коллекторного перехода в схеме ОЭ, Ом
Ua – напряжение Эрли, обусловленное крутизной транзистора, В.
Ua = 80,7 В – значение получено при создании SPICE-модели транзистора;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
