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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 212

Скачиваний: 1

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

Рис. 3.17. Экспериментальная зависимость изменения частоты автогенератора от напряжения змиттерной цепи при различных значениях коэффициента коррекции фазы (транзистор П411 с повышенным значением / а , / = 45 МГц; о = 0,4; Q = 350: RB =

•=> 1,2кОм £„== —4 В).

Рис. 3.18. Зависимость изменения частоты автогенератора от на­ пряжения на коллекторе при разных значениях коэффициента кор­

рекции фазы (транзистор

П411

с

повышенным

значением

/ а , f =

=

45

МГц;

о =

0,4;

<? «=

350;

RR

=

1,2

кОм;

Еа <= 3,2

В).

Рис. 3.19.

Зависимость выходного

напряжения

буферного

каскада

и

измерения частоты автогенератора

от

относительной

расстройки

Д ж

С?внДСв н /Свн

внешнего

контура

от

резонансной

частоты

lf0

=

45 МГц;

Q =•

350;

о «= 0,4;

/ К ]

<=

4

мА;

г в д =

0,3

кОм;

RBU A

8 кОм; транзистор

П411

с повышенным значением / а ) :

 

 

V k =

12,

 

.

VK = 9

 

 

 

 

 

 

 

 


циента y„ мало влияет на величину ухода частоты авто­ генератора.

Дестабилизирующее влияние буферного каскада следует оценивать по реакции его внешнего контура. Величина этой реакции непосредственно зависит от коэффициента усиления буферного каскада по напряжению.

Для схемы, изображенной на рис. 3.15, а, относительное изменение частоты автогенератора, обусловленное реак­ тивностью, вносимой внешним контуром буферного каскада при настройке его в резонанс с частотой автогенератора, в первом приближении равно

б вн = - 7 Г 1 .

( 3 - 6 5 >

где пк — коэффициент, определяемый соотношением (3.54);

— коэффициент усиления буферного каскада; RBH — сопро­ тивление внешнего контура при резонансе.

Характер изменения частоты автогенератора при расст­ ройке внешнего контура показан на экспериментально по­ лученных зависимостях, изображенных на рис. 3.19. Эти кривые характеризуют один и тот же автогенератор при разных значениях коэффициента коррекции фазы в цепи обратной связи.

При коэффициенте коррекции YK = 12, при котором изменение режима автогенератора мало влияет на его ча­ стоту (см. рис. 3.17), изменение частоты автогенератора при расстройке внешнего контура почти целиком будет оп­ ределяться реактивностями, вносимыми в контур автоге­

нератора из внешней системы. При коэффициенте

коррек­

ции yk =

16, при котором изменение

режима значительно

влияет

на

частоту автогенератора

(см. рис. 3.17),

значи­

тельно

увеличивается

влияние внешнего контура

и иска­

жается

характеристика

частотной зависимости.

 

3.5.

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЧАСТОТЫ

АВТОГЕНЕРАТОРА,

СВЯЗАННАЯ

С ИЗМЕНЕНИЕМ

 

ПАРАМЕТРОВ БИПОЛЯРНОГО

ТРАНЗИСТОРА

 

При изменении внешней температуры резко меняется величина

подводимого

к эмиттерному

переходу постоянного напряжения, не­

обходимого

для обеспечения

рабочего режима (рис. 3.20).


Наиболее простой и в то же время эффективный способ умень­ шения такой зависимости — это включение в цепь эмигтермого источника питания заблокированного по высокой частоте сопро­ тивления (см. рис. 3.3, а, б), величина которого намного больше входного сопротивления транзистора по постоянному току (/? д =s ж 1000 -т- 1500 Ом). Таким образом можно получить практически неизменный режим транзистора по постоянному току в широком диапазоне температур: При энергетическом расчете автогенератора

 

 

 

 

3.3)

уже

было

учтено

нали-

 

 

 

 

чиє

сопротивления

/?д.

 

 

 

 

 

 

 

 

В

качестве

 

исходного

возь­

 

 

 

 

мем

выражение

(3.37).

Можно

 

 

 

 

считать,

что

 

при

 

достаточно

 

 

 

 

большом

коллекторном

напря­

 

 

 

 

жении

и

практически

неизмен­

 

 

 

 

ном

токе

эмиттера,

все входящие

 

 

 

 

в

это

выражение

 

первичные

 

 

 

 

параметры

 

изменяются

от

тем­

 

 

 

 

пературы

намного

меньше,

чем

 

 

 

 

Гяо и С 9 , поскольку

они мало свя­

 

 

 

 

заны с контактной

разностью по­

 

 

 

 

тенциалов

 

транзистора,

сильно

 

 

 

 

зависящей

 

от температуры

Та­

 

 

0,3 £,б,В

ким

образом,

температурная

за­

 

 

висимость

 

частотной

 

поправки

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.20. Зависимость

вольт-

почти

целиком

будет

опреде­

ляться

зависимостью

 

от

темпе­

амперных

характеристик

тран­

 

ратуры г90

и С э .

 

 

 

 

 

 

зистора

от температуры.

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

выяснения

этой

зави­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

симости

 

продифференцируем

 

 

 

 

(3.37)

по С а

и rm,

считая для вы­

следует

учитывать, что

из-за

соких

частот Гэо ~

г э

о

При

этом

относительно

малой

 

зависимости

параметров колебательной системы от температуры

крутизну S f l

также в соответствии с (3.38) можно считать

не

зависящей от тем­

пературы. Тогда, пренебрегая

величинами

второго

порядка

ма-

лости\,

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дЬсС

(о 4- w e ) R •

ро

( D 4 Я5 Д )

 

 

 

 

 

 

(1 + а > С 0

 

(3.66)

дСа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соСэ , (а + SRгб) R -

( — +

Р °

)(D+ Р 5

Д )

 

 

 

V «оСэ

(1 -f а) <оС„ /

 

 

дга

 

2QSaR*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3

67)

Емкость резкого р-п перехода, каковым является эмиттерный переход, описывается выражением |3]

с э = в / ( ф 0 - £ э е > ' / 2 .

(3 68;


где В — постоянный коэффициент; £

я р — постоянное напряжение,

приложенное к переходу;

 

 

кТ

Ar&i

 

Ф о =

Q 1 п Я Г - 3

е к 7 g

(3.69)

— контактная разность потенциалов |8]; AEg — ширина запре­ щенной зоны р-п перехода; Н — практически не зависящий от Т коэффициент.

Производная (3.68) по Т будет

 

йСэ

 

С»

 

 

dE^/dT—d^/dT

 

 

 

JT

 

 

г>

 

 

с

 

•IV)

 

dT

 

 

 

2

 

 

£ э б — ф о

 

 

Уравнение для вольтамперной

характеристики имеет вид [6]

 

 

/,

=

FT* ехр

 

 

(Я * -

А ^ ) ] .

(3-71)

где

F — практически

не зависящий

от Т множитель.

 

 

 

Дифференцируя (3.71) по Т и учитывая, что по условию эта

производная равна

нулю

после

ряда

преобразований

получаем

 

 

dE,,#

 

Ен5

— АЕг

 

ЗкТ/д

(3.72)

 

 

dT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дифференцируя (3.69) по Т, находим

 

 

 

 

 

йф„

1

/

„ -

Д

 

 

ЗкГ

(3.73)

 

 

=

Ф

£ ^ - — ~ )

 

 

 

 

( ф „ -

Д £

,

- -

 

 

Решая совместно (3.70),

(3.72)

и

(3.73),

 

получаем

 

 

 

 

 

dC»/dT=

 

3/2Т

 

 

(3.74)

Из

(3.24) находим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

drmldT

=

rM/T.

 

 

(3

75)

Решая совместно (3.66), (3.67), (3.74) и (3.75), можно записать составляющую температурного коэффициента частоты (ТКЧ) ав­ тогенератора, обусловленную температурной нестабильностью па раметров транзистора в виде

дТ дТ

(3.76)

2QSBR*Tfl

где T0 — начальное значение температуры


При наличия коррекции фазы, когда Р а О , с учетом (3.42) составляющая ТКЧ будет определяться как

соСя

_ Л з 0 Г 4 « д І +

0 І ф о і

Т п

2<гад Г0

С составляющей ТКЧ, обусловленной частотной поправкой за счет высших гармоник тока, учитывая практическую независимость / 3 от Т, можно не считаться.

Рис. 3.21

Рис 3.22

Рис. 3.21. Характер зависимости составляющей ТКЧ, связанной с активным элементом схемы, от тока эмиттера для транзистора П403 (f = 27 • 106 Гц; Q = 300; о = 0,5; Т = 300 К):

/—без коррекции фазы; 2 — с коррекцией фазы.

Рис. 3.22. Выбег частоты автогенератора (транзистор П403, f =» •= 45 МГц; Q <= 350; 1Ю = 6 мА; ук = 7)-

Составляющая ТКЧ автогенератора за счет температурной нестабильности параметров транзистора может стать существенной добавкой к ТКЧ колебательной системы автогенератора, что может быть особенно заметно при нескомпенсированной фазе на частотах, близких к предельным для данного транзистора. Для иллюстрации на рис. 3.21 приведены расчетные значения т п , хорошо согласую­ щиеся с экспериментальными данными.

 

Поскольку мощность, подводимая к транзистору

от источни­

ков

питания, незначительна, а связь

транзистора с контуром также

мала, уход частоты

транзисторного

автогенератора от

самопрогре­

ва

при оптимальном

режиме невелик (рис. 3.22).

 

3.6.АВТОГЕНЕРАТОРЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Полевые транзисторы в настоящее время начинают ши­ роко применяться на практике [9, 10J. Существует два ос­ новных типа транзисторов: с р-п переходом и с изоли­ рованным затвором (МОП-транзисторы).