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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 165

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

осуществляется через общий корпус, с помощью которого герметизируется и охлаждается весь каскад или даже не­ сколько каскадов (рис. 1.31). Габариты такого устройства незначительно превышают габариты обычного транзистора соответствующей мощности. В диапазоне частот свыше 1 ГГц сосредоточенные индуктивности и емкости трудно выполнить, даже используя такую технологию, и здесь пе-

г г9оз

ЗО-гЗООлФ

_ ЬОмкГ 5ІОмІ500тГ 250м\ \г0вт;ЗНГц

ЗОВ

Рис. 1.30. Пример практической схемы выходного каскада декаметрового пере­ датчика. Заземлен коллектор. Настройка антенны осуществляется емкостью С.

реходят к системам с распределенными параметрами, где реактивные элементы контура и блокировочные элементы (дроссели) выполнены на полосковых линиях.

В мощных транзисторах метрового и тем более СВЧ диа­ пазонов сопротивление индуктивности вывода коллектора и индуктивности общего вывода может стать соизмеримым с сопротивлением нагрузки. В грубом приближении дей­ ствие этих индуктивностей и емкости коллекторного пере­ хода Сй можно учесть, если рассматривать их как линейный Г-образный трансформатор, включенный между внешними клеммами транзистора и коллекторным переходом. На­ грузка, которую нужно подключить к внешним клеммам с учетом действия этого трансформатора, должна быть такой, при которой сопротивление у коллекторного перехода для первой гармоники тока было бы равно расчетному Za(co). Отметим сугубо приближенный характер этой поправки по следующим причинам: трансформатор в данном случае имеет нелинейный реактивный элемент С к , причем значения ин­ дуктивностей выводов редко известны достаточно досто­ верно; при таком пересчете не учитывается действия высших гармоник и обратной связи через индуктивность общего вывода.

Цепи связи между каскадами. Связь между каскадами осуществляется с помощью реактивных четырехполюсников, которые позволяют трансформировать сопротивление входа

0,5-1,8 1,7-ЮпФ

 

 

Земля

\

J-

 

 

Место крепления коллектора транзистора.'

 

 

Рис. 1.31. Схема

(а)

и рисунок

металлизации на поверхности

пла­

ты (б) усилителя

на

2,25 ГГц,

Р, =

1 Вт. Емкости С ь

С 3

под­

страиваются изменением числа элементов С, подключенных

к схеме.

последующего каскада в сопротивление нагрузки, требуемое для получения нужной мощности в предыдущем каскаде.

В отличие от контура оконечного каскада здесь при до­ статочно высоких коэффициентах усиления по мощности Кр целесообразно иметь уменьшенные значения к. п. д. кон­ тура, что обеспечивает большую устойчивость работы уси­ лителей.

Для трансформации импедансов могут быть использо­ ваны высокочастотные трансформаторы с взаимно индук­ тивной связью или связью через длинную линию, а также трансформирующие четырехполюсники из реактивных эле­ ментов,


Применение трансформаторов характерно для широко­ полосных или широкодиапазонных передатчиков вплоть до частот 100—200 МГц. В передатчиках узкого диапазона частот обычно используют более простые в конструктивном отношении четырехполюсники из реактивных элементов. Их применение весьма целесообразно также в диапазоне СВЧ, где реактивные элементы транзистора учитываются как часть элементов согласующего четырехполюсника.

Для этой цели наиболее удобна Т-образная схема со­ гласования (табл. 1.9), в которой индуктивности выводов транзисторов соединяются последовательно с реактивными элементами трансформатора. Число ячеек фильтра при этом остается минимальным, чем объясняется простота расчета и настройки. При рассмотрении цепей межкаскадных свя­ зей требования к фильтрации высших гармоник обычно не учитываются, однако ясно, что возможна неблагоприятная форма возбуждения последующего каскада, при которой к. п. д. его коллекторной цепи будет занижен. С этой точки

зрения тоже целесообразна Т-образная схема (табл.

1.9),

так как в ней сопротивление для высших

гармоник

тока

в

нагрузке велико и характер возбуждения

приближается

к

характеру возбуждения при идеальном источнике гармо­

нического тока.

При построении многокаскадного усилителя встает важ­ ная проблема обеспечения стабильности его работы при из­ менении параметров транзисторов. Такие изменения воз­ можны при изменении температуры или из-за технологи­ ческого разбрсса параметров. В линейке многокаскадного усилителя эти изменения могут накапливаться, в резуль­ тате чего усилитель может оказаться неработоспособным.

Если каскады работают в перенапряженном режиме, то при изменении параметров транзисторов выходная мощ­ ность практически не изменяется, так "как напряжение на коллекторе выходного каскада определяется величиной на­ пряжения коллекторного питания Е1{. Достаточно лишь иметь запас в величине возбуждения, чтобы при всех изме­

нениях параметров транзисторов

режим оконечного каскада

оставался

перенапряженным.

 

 

 

 

 

Если каскады работают в недонапряженном режиме, то

выходная мощность каждого транзистора

линейки

зависит

от его входной мощности и

параметров, поэтому

все

изменения

накапливаются в каскадах.

 

 

 

В п.

1.1.5 было

показано,

что

стабильность

работы

кгскада

существенно

улучшается

при

возбуждении

от


Номер

Схема Т-образного транс-

|і

 

 

 

 

форматора

сопротивлений

Формулы для расчета элементов

 

 

 

 

 

 

 

f > R

 

 

 

 

 

При выбранных

Ra

I

1

 

 

 

 

 

 

 

1 >

°2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S3 :

і

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wL,

і

/ R„

1

R9

При выбранных R0(

(> Ri

2

0

J

0

<aC3 = — - ( Q , — Qt) Ко

Т а б л и ц а 1.9

К. п. д

> | т - 1

,

"

 

Vxx


источника тока. Соответственно схемы связи между кас­ кадами необходимо построить так, чтобы каждый каскад возбуждался от источника тока. На эквивалентной схеме связи между двумя каскадами (рис. 1.32) в отличие от общего случая (см. рис. 1.14, б) транзистор возбудителя заменен ис­ точником тока (рассматривается недонапряженный режим,

для которого такая идеа­ лизация принята). Схема связи здесь представлена эквивалентным четырехпо­ люсником с параметрами ZQ, Z X % И К. И З этой схемы

Рис. 1.32. Эквивалентная схема связи между каскадами.

следует, что последующий транзистор будет возбуж­ даться от источника тока, если |ZX X | > Я Э . Из это­ го неравенства, используя соотношения из табл. 1.9, получаем следующие тре­ бования к параметрам со­ гласующих четырехполюс­ ников:

Ql > С?2 > 1

ПРИ

1 > 1 ,

Q 2 > Q i > 1

п р и

1 < 1 -

Этим условиям должны удовлетворять параметры со­ гласующего четырехполюсника для того, чтобы уменьшить нестабильности, вызванные изменением Е' и г б транзи­ стора.

СП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1.С т е п а н е н к о И. П. Основы теории транзисторов и тран­

 

зисторных

схем.

Госэнергоиздат,

1963.

 

 

2.

Г е р а с и м о в е .

М. и др. Основы теории и расчета транзи­

 

сторных схем. Изд-во «Советское

радио»,

1963.

 

3.

Б о г а ч е в

В.

М. и др. Расчет

каскадов

полупроводниковых

 

передатчиков. Изд-во МЭИ,

1964.

 

 

4.

К а г а н о в

 

В.

И.

Транзисторные радиопередатчики. Изд-во

 

«Энергия»,

 

1970.

 

 

 

 

 

 

5.

М а з е л ь

 

Е.

3.

Мощные

транзисторы.

Изд-во

«Энергия»,

 

1969.

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Н и к о л а е в с к и й

И. Ф., И г у м н о в Д .

В. Парамет­

 

ры и предельные режимы работы транзистора. Изд-во «Совет­

 

ское радио»,

1971.

 

 

 

 

 

7.

R o g e r s

J . D., W o r m s e r

J . D . «Ргос. Nation. Electron.

 

Conf.», 1966,

v.

X V I I , oct.

3—5.