Файл: Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 177
Скачиваний: 1
Избавляясь от комплексности в знаменателе, выражение (3.20) представляем в виде
где |
a. = am — jmv |
(3.22) |
||
|
|
|
|
|
|
a m = «o/(l |
тх = a 0 m 0 (1 +ml). |
|
|
|
Для диффузионного |
транзистора [1, 4] |
|
|
|
|
гя = гм/2, |
|
(3.23) |
|
гв 0 , Ом = — |
« |
при Т = 300 К. |
(3.24) |
где |
к — постоянная Больцмана; |
q — заряд электрона; |
||
Т — абсолютная температура. |
|
|
||
|
Для дрейфовых транзисторов сопротивление эмиттерной |
|||
цепи на 20—30% больше [4], чем следует из (3.23). |
|
|||
|
Объемное сопротивление базы |
гб практически |
не зави |
|
сит |
от частоты. Однако |
оно несколько возрастает |
при уве |
|
личении отрицательного (для транзистора р-п-р ) напря жения на коллекторе из-за расширения области объемного заряда между коллектором и базой и соответственно су жения области базы [2]. Зависящее от рабочей частоты на веденное сопротивление базы состоит из активной и реак тивной составляющих, т. е.
Z6 = r'5-IX6. |
(3.25) |
Активная составляющая для диффузионного транзистора равна [1,2]
Г б ~ 2 a 0 [ ( l - a 2 0 ) / a U ^ l 6 ( ^ Ь )
Реактивная составляющая сопротивления базы для |
диффу |
|
зионного транзистора |
равна |
|
у |
Г.Ю mD |
/о Q-7\ |
Л ° |
2 [ < 1 - « 0 ) » / а 2 + т * ] • |
{ 6 - г П |
Для дрейфового транзистора значения гб и X j будут на 20—30% меньше, чем определяемые по (3.26) и (3.27) [4].
В соответствии с рис. 3.4, 3.5 сопротивления Ха и Хк представляют собой реактивные сопротивления емкостей эмиттерного и коллекторного переходов, т. е.
Х 8 = 1//о)Ся, Х к = 1 / / ( й С к б . |
(3.28) |
Приведенные формулы для параметров транзистора спра ведливы при т0 ^ 0,4—0,5, однако по существу это не яв ляется заметным ограничением, так как устойчивую работу автогенератора трудно обеспечить при больших значени
ях т0.
После подстановки в (3.1) соответствующих значений из (3.2)—(3.27) получим уравнение, мнимую часть которого решаем относительно частотной поправки 6С и действитель ную часть — относительно коэффициента связи р. Прене брегая в конечных выражениях величинами второго поряд ка малости, получаем
6С = |
р2 Rfl D/(l -f o)2-f- P |
(3.29) |
|
|
|
2QR |
|
|
(1 - fa) 2 |
R-'2Q8CP |
(3.30) |
|
|
|
|
где Од — действующее значение а. Подставив значение бе (3.29) в (3.30), получим
(3.31)
|
|
eR0 |
|
|
|
aaR-PD |
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
D = m,(l +a ) + — |
о |
^ + г ; о о с о С э ; |
|||||
|
|
|
|
|
|
(1+0)шС„ |
X |
X |
|
|
|
|
|
|
(3.32) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(l-fa)coCp |
X |
X 1 —«m + |
(1 ^ a ) C 0 |
|
|||||
_ o ( l - a J - |
Oo |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
l + a K |
|
1^(1 * а ) С 4 / С 2 , |
(3.33) |
||||
mK |
|
|
|
1— C K / C 0 |
|||
|
|
|
(3.34) |
||||
# |
0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
= QcoL = Q/coC; |
|
|||||
|
|
''б = |
|
г б + |
''б; |
(3.35) |
|
г'»0=*Гв |
+ т |
і |
Хб |
(3.36) |
|||
147
Правая часть выражений (3.30) и (3.31) имеет размер ность, обратную крутизне характеристики. Поэтому выра жения (3.29) и (3.31) можно представить в виде
|
8С= |
-(D + PSa)/2QRSw |
(3.37) |
|
|
|
р>=(1 4-а)*/а/?0 Яд > |
(3.38) |
|
где |
S a |
= iaAR—PD)l(f» |
- f Я") |
(3.39) |
SA,MA/B
Рис. 3.6. |
Зависимость крутиз |
Рис. 3.7. Зависимость |
оптималь |
||||
ны характеристики от коллек- |
ного значения коэффициента об- |
||||||
торного |
тока |
при |
разных |
ча- |
ратной связи от частоты |
для тран- |
|
сютах |
и |
разных |
значениях |
зистора П403. |
|
||
коэффициента |
обратной |
связи |
|
|
|||
для £ к = |
—2 В. |
|
|
|
|||
Под 5 Д |
|
следует |
понимать |
как дифференциальное |
значение |
||
крутизны характеристики, т. е. при малых амплитудах уп равляющего напряжения, так и среднее значение крутизны характеристики за период основных колебаний при больших
амплитудах управляющего |
напряжения. |
|
|
|
Проанализируем полученные результаты применитель |
||||
но к схемам с емкостной |
связью, работающим на |
разных |
||
частотах. Для схемы типа А (рис. 3.3, а) емкость С 4 |
мала по |
|||
сравнению с емкостями С 2 |
и С3 и межвитковая емкость ка |
|||
тушки С к мала по сравнению с емкостью С0 ; тогда |
в соот |
|||
ветствии с (3.3) и (3.5) можно считать а„ « |
0 и ш„ « |
1 и в |
||
соответствии с (3.33) у к да 1. Наибольшее |
влияние у к |
ока |
||
зывает на величину члена Р формулы (3.32),который с умень шением у н сильно возрастает, что при некоторых условиях
может привести к значительному уменьшению крутизны характеристики, определяемой (3.39), вплоть до ее нуле вого значения (рис. 3.6).
Физически это можно объяснить тем, что с ростом рабо чей частоты время прохождения носителей тока через об ласть базы транзистора становится соизмеримым с периодом частоты и ток в цепи обратной связи создает управляющее напряжение в цепи эмиттера, все более отстающее но фазе от оптимального. Наконец, при некотором угле запазды вания крутизна характеристики становится практически равной нулю. Такую зависимость крутизны от частоты можно значительно ослабить, если для каждой рабочей частоты и для выбранного режима брать оптимальную величину коэффициента обратной связи о (рис. 3.7).
Для самых низких частот (т1 <^ 0,01) членами, содер жащими частоту в числителе в выражениях (3.32), можно пренебречь; тогда вместо (3.39) можно записать
S = Д о - о ( 1 - t t 0 ) _ |
_од |
^ |
( 3 4 0 ) |
'а Ф'б (1 ^ « о ) |
' а - К б (1 — а 0 ) |
|
|
г. е. действующее значение крутизны характеристики будет примерно равно статической крутизне при постоянном токе (см. рис. 3.6). Выражение для частотной поправки (3.37) для схемы типа А при низких частотах примет вид
S c = |
Р о ( 1 - « » ) |
_ |
3 4 1 ) |
2QcoC0 \ra |
4> г 0 (1 - а 0 ) Н |
1 -f °) |
|
3.2.КОРРЕКЦИЯ ФАЗЫ В ЦЕПИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ [2, 5, 6J
В § 3.1 было установлено, что увеличение |
коэффициента |
ун позволяет на высоких частотах увеличить |
крутизну ха |
рактеристики, следовательно, в соответствии с (3.38) умень шить коэффициент связи р транзистора с контуром. Фи зический смысл этого увеличения заключается в коррек ции отставания по фазе тока коллектора в цепях колеба тельного контура.
Учитывая, что с уменьшением коэффициента р растет крутизна характеристики, при расчете коэффициента ук
исходим из |
предпосылки, что величина Р в уравнении |
|
{3.39) равна |
нулю. Тогда выражение (3.39) |
примет вид |
|
Sa = ajR |
(3.42) |
149
