Файл: Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет.pdf

точка попадает в активную область, а затем, когда напря­ жение на емкости упадет, — в область насыщения. Если считать, что емкость разряжается в основном через транзи­ стор, то в нем рассеивается большая часть энергии емкости Wc, т- е - появляются дополнительные потери.

Подобный процесс возникает также в случае излишне большого затухания в контуре и при увеличении частоты возбуждения.

Возможно другое соотношение параметров схемы и пи­ тающих напряжений, при которых изображающая точка после этапа отсечки сначала попадает в инверсную область, а затем уже в область насыщения и отсечки (рис. 1.24, в). Это может быть, например, при значительном смещении в цепи базы Еб или при малом затухании контура. Такой режим также неблагоприятен из-за потерь в транзисторе. На инверсном, этапе транзистор потребляет энергию из контура. На этапе насыщения ток коллектора меняется, попрежнему, экспоненциально во времени, но проходит через нуль ближе к середине этапа насыщения. Такая форма тока богата высшими гармониками, создающими в сопротивле­ нии г н а с дополнительные потери.

Таким образом, качественное рассмотрение формы на­ пряжения и тока в транзисторном генераторе, схема ко­ торого приведена на рис. 1.23, о, позволяет сделать вывод, что целесообразен режим, временные диаграммы которого близки к изображенным на рис. 1.24, а Такой режим будем называть оптимальным.

Как отмечалось, для оптимального режима в момент от­ крывания эмиттерного перехода необходимо выполнение

Определим параметры контура, необходимые для выпол­

дающего напряжения. Графики токов и напряжений в этой эквивалентной схеме представлены на рис. 1.25, б, в, г.

При замкнутом ключе ток изменяется по экспоненциаль ному закону; при разомкнутом ключе происходит затуха­ ющий колебательный процесс. Можно составить уравнения этих процессов и, исходя из условий оптимального режима

количественно характеризующие форму напряжения на

ной формы напряжения и„ в коллекторной цепи должен быть

характера (ф, да 35°). Такой контур будем называть фор­ мирующим.

Мощность высших гармоник в нагрузке схемы, приве­

В схеме на рис. 1.23, б последовательно с нагрузкой включается контур £ ф С ф , настроенный на частоту первой гармоники. Индуктивность этого фильтра вместе с индук­ тивностью формирующего контура образует общую индук­ тивность В этой схеме фильтрующий контур не изме­ няет сопротивления нагрузки, вносимого в формирующий контур по первой гармонике.

Фильтрующий контур значительно изменяет сопротив­ ление индуктивной ветви на высших гармониках, но это не сказывается существенно на работе схемы, так как для выс­ ших гармоник проводимость коллекторной цепи опреде­ ляется, главным образом, емкостной ветвью формирую­ щего контура. Поэтому форма напряжения на коллекторе в этой схеме остается такой же, как в схеме рис. 1.23, а. Не­ которое отличие можно усмотреть лишь в форме тока кол-

лектора: при достаточно большой добротности фильтрую­ щего контура он представляет собой часть несимметричной косинусоиды.

В схеме рис. 1.23, б нагрузка включена через Г-образный фильтр Z-фСф. Индуктивность этого фильтра вместе с индук­ тивностью формирующего контура образует общую индук­ тивность L-z- Г-образный фильтр трансформирует нагрузку по 1-й гармонике, что необходимо учитывать при выборе его параметров. Форма напряжения на коллекторе остается такой же, как в схеме рис. 1.23, а, а форма коллекторного тока несколько отклоняется от экспоненциальной.

Анализ работы схем, приведенных на рис. 1.23, б, в [23], показывает, что при реализации оптимального режима параметры формирующего контура и энергетические соот­ ношения в этих схемах мало отличаются от соотношений для схемы, показанной на рис. і .23, а, несмотря на некоторое отличие в форме тока коллектора. Поэтому все расчетные формулы в дальнейшем будут рассмотрены лишь для схемы рис. 1.23, а, для которой их вывод проще и нагляднее.

В оптимальном режиме (см. рис. 1.24, а) транзистор ра­ ботает последовательно в области отсечки, насыщения, за­ тем в активной области, поэтому мощность Рр, рассеивае­ мая в транзисторе, складывается из усредненных за период мощностей, выделяемых на этапе насыщения Р р Н а с и на активном этапе Р р а .

Средняя мощность потерь на этапе насыщения опреде­ ляется выражением

подставляя в которое (1.70) и считая к. п. д. генератора до­ статочно высоким (г|э - > 1), можно получить приближенное выражение для относительной мощности потерь на этапе насыщения

Малая длительность активного этапа позволяет сделать следующие два упрощения при определении подынтеграль­