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

1. При амплитудной модуляции выбор транзистора опреде­ ляется режимом максимальной мощности:

Ршакс = Р 1 (l-f-M)2 = 7 , 5 ( l - f 1)2 = 30 Вт.

Транзистор КТ903 типа п-р-п имеет коллектор, соединенный с кор­

пусом, поэтому положительный полюс источника питания удобно соединять с общим проводом и шасси передатчика.

Оценим возможность применения этого транзистора при за­ данной температуре среды (исходя из максимальной температуры перехода 7^ и мощности Р{);

где для каждого транзистора принимаем (см. табл. 7.1):

Ориентировочно для возбуждения транзисторов необходима мощность

/ ^ = ^ / 7 ^ = 30/3=10 Вт

мощный транзистор, имеющий fT > (20 -f- 50) /, т. е. транзисторы

P t = 10/0,8= 12 Вт.

Такую мощность при высоком Кр можно получить от двух транзи­ сторов КТ904. В отличие от транзисторов КТ903 они имеют боль­ шой коэффициент усиления по мощности на частоте 50 МГц, равный

КР = К'р (/'//) = 7 (100/50) = 23.

Мощность на входе транзисторов КТ904 равна Р В Х = Р 1 / / С Я = 12/28 = 0,45 Вт

Коллекторное питание этих транзисторов можно осуществлять через обмотку модуляционного трансформатора. При этом моду­ лируется одновременно оконечный и предоконечный каскады, что обеспечивает малые нелинейные искажения.

Возбуждать эти транзисторы можно сигналом от усилителя, который в соответствии с рекомендациями табл. 7.2 должен обес­ печить мощность

Рі = Рвх/т]к в = 0,45/0,4 а 1 Вт.

Такую мощность на частоте 50 МГц можно получить с помощью транзистора КТ606. Этот транзистор на частоте 50 МГц имеет очень высокое усиление по мощности, равное

/ ^ = К ; ( П / ) а = 8 - 4 = 32.

Поэтому к. п. д. контура предыдущего каскада должен быть низ­ ким и в соответствии с рекомендациями табл. 7.2 на возбуждение каскада потребуется мощность

P B X = P t / 2 5 = 1/25 = 0,04 Вт.

При заданном напряжении питания 12 В транзистор КТ606 будет недоиспользован по напряжению и нужно проверить воз­ можность получения необходимой мощности и к. п. д. по величине коэффициента рЕ;

Р Е = P i / S „ p £ к = І/» . 1' 122 ^0,0 8 < 0,1.

Учитывая ориентировочный характер формулы для Кр, уве­ личиваем Р В х Д° величины 0,01 Вт. Входная мощность утроителя на КТ606 может быть получена от утроителя на маломощном высо­ кочастотном транзисторе. Для однотипности используемых тран­ зисторов можно применить такой же транзистор, как в автогене­ раторе, — ГТ311 или ГТ313.

Составляемая таким образом структурная схема передатчика представлена на рис. 7.6. Источник питания —12 В может обеспе­ чить питание всех каскадов. Первый умножитель и автогенератор требуют пониженного напряжения питания, которое легко полу­ чить, включив гасящие сопротивления со стабилотронами и одно­ временно повысив стабильность питающих напряжений в автоге­ нераторе.

нию транзисторов порядка нескольких ватт может быть получена

ности транзистора требует детального расчета режима умножителя.

8.ГЕНЕРАТОРЫ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ГАННА

8.1.ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ОСНОВЫ ТЕОРИИ

Работа диода Ганна основана на возникновении отрица­ тельной дифференциальной проводимости -(ОДП) в объеме двухдолинного полупроводника при приложении к нему электрического поля определенной напряженности [1].

Образование отрицательной дифференциальной прово­ димости в полупроводнике при некоторых условиях ведет к развитию неустойчивости тока, протекающего через кри­ сталл. Неустойчивость тока в системе с ОДП обусловлена возникновением и движением через кристалл доменов силь­ ного и слабого электрического поля. Свойства доменов сильного поля определяют известные возможности диодов Ганна при работе их в различных схемах генераторов СВЧ. Несмотря на кажущуюся простоту диодов Ганна, в приборах происходят сложные электронные процессы, которые необ­ ходимо знать для правильного понимания работы диодов в различных режимах и схемах. В данной главе изложены основы теории этих процессов, которая позволяет рассчи­ тывать генераторы Ганна.

Известно, что ряд полупроводниковых соединений (GaAs, GaSb, InP, CdTe и др.) имеет сложную структуру зоны проводимости и валентной зоны.

Зависимость кинетической энергии $ электронов зоны проводимости в таких полупроводниках от волнового век­ тора k кроме основного минимума имеет дополнительные минимумы в различных кристаллографических направле­ ниях. Для арсенида галлия GaAs зависимость $(k) имеет

ковые долины), имеющие более высокую энергию по срав­ нению с центральным. Разность энергий центральной до­ лины и ближайшей боковой в направлении [100] составляет

ход электронов в боковые долины за счет увеличения их энергии приводит к увеличению их эффективной массы и су­ щественному снижению подвижности.

В состоянии термодинамического равновесия основная масса электронов проводимости обладает энергией, соответ­ ствующей нижнему минимуму зоны проводимости. Обозна­ чим концентрацию таких электронов через пх. И только очень небольшая часть электронов обладает энергией, со­ ответствующей верхним минимумам. Их концентрация равна п2. В слабом электрическом поле пх значительно больше п2.

С увеличением напряженности электрического поля ко­ личество электронов, обладающих энергией, достаточной для рассеяния их в боковые долины, возрастает, вследствие

378