Расчет цепи смещения усилителя мощности

Напряжение смещения биполярного транзистора в оптимальном режиме зависит от входного напряжения, а следовательно от входной мощности.

Обеспечить требуемое напряжение смещения с помощью фиксированного смещения нецелесообразно, поскольку изменение входной мощности приведет к отклонению режима работы транзистора по постоянному току от оптимального.

Для стабилизации режима работы транзистора применяют комбинированное смещение, при этом к базе транзистора необходимо подвести постоянное напряжение отсечки u_отс и обеспечить автосмещение                       U_авт = γ ₀( π – θ ) ∙ Q_y1 / C_э.

Рассчитаем требуемое сопротивление автосмещения и элементов схемы смещения

R_см = ,

так как θ = 90˚ формула примет вид

R_см = ,

где τ _β –постоянная времени на частоте ω _β (частота, на которой модуль коэффициента усиления тока в динамическом режиме уменьшается в √ 2 раз по сравнению со статическим режимом. ω _β находится по формуле ω _β = ω _гр / B, где В – средний коэффициент усиления тока) и находится по формуле                            

τ _β = 1 / ω _β ; τ _β = 1 / 2 ∙ π ∙ 17, 5 ∙ 10⁶ = 9 нс.

R_см = 252 Ом.

Рисунок 3.4.

Применяя схему смещения, приведенную на Рисунке 3.4, необходимо чтобы выполнялись условия:

E_п ∙ R2 / ( R1 + R2 ) = U_отс, R1 ∙ R2 /( R1 + R2 ) = R_см.

 

Эти условия выполняются при

R1 = 2, 598 кОм ≈ 2, 4 кОм и R2 = 279 Ом ≈ 270 Ом.

 

Мощность резисторов:

; ;
4. Расчет выходной нагрузочной системы

 

Назначение нагрузочной системы – фильтрация высших гармоник и согласование транзистора с нагрузкой. Для обеспечения фильтрации высших гармоник в усилителе мощности нагрузочная система настраивается на частоту первой гармоники сигнала. Настроенная в резонанс нагрузочная система обладает на частоте первой гармоники чисто активным входным сопротивлением. Согласование нагрузки заключается в том, чтобы, подключив нагрузочную систему к транзистору и к нагрузке, обеспечить оптимальное (критическое) сопротивление нагрузки транзистора R_к, при согласовании не должно нарушаться условие резонанса, должен обеспечиваться по возможности большой к.п.д. нагрузочной системы η _к, добротность нагрузочной системы должна оставаться достаточно высокой для сохранения хорошей фильтрации высших гармонических составляющих.

В усилителях мощности на транзисторах широкое применение получил П – образный контур, схема которого изображена на рисунке 4.1.

 

Рисунок 4.1.

 

На частоте сигнала f входное сопротивление П – контура должно быть чисто активным и равным требуемому критическому сопротивлению нагрузки транзистора R_к. таким образом П – контур на частоте сигнала f трансформирует активное сопротивление нагрузки R_н в активное входное сопротивление R_к.

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: