Расчет входной цепи транзисторного генератора по схеме с общим эмиттером

Ссылаясь на автора книги по проектированию радиопередающих устройств Шахгильдяна В.В., отмети, что данная методика расчета справедлива на частотах до (0,5…0,8)f_T. Так как у транзистора КТ610 частота единичного усиления f_T>1000 МГц (для определенности возьмем частоту, близкую к данной – 1100 МГц), следовательно эта методика может использоваться для расчета входной цепи оконечного каскада (поскольку заданная рабочая частота равна 45 МГц).

Входная цепь транзистора (если рассматривать электрическую модель транзистора) представляет собой совокупность цепей, в которых происходят переходные процессы, вследствие чего образуются перекосы импульсов i_к(ωt). Для устранения перекосов в импульсах i_к(ωt) нужно включать шунтирующее добавочное сопротивление R_доп между выводами базы и эмиттера транзистора.

Сопротивление R_доп выравнивает постоянные времени эмиттерного перехода в закрытом и в открытом состоянии. Одновременно сопротивление R_доп снижает максимальное обратное напряжение на закрытом эмиттерном переходе.

. В расчете по данной формуле значение коэффициента усиления по току β₀ соответствует среднему геометрическому приведенных в справочниках достаточно широко разбросанных значений этого коэффициента: β₀ = 50…300, отсюда .

При включении транзистора с ОЭ целесообразно между коллекторным и базовым выводами транзистора включать сопротивление R_О.С..

.

В результате включения R_О.С. создается дополнительная отрицательная обратная связь на низких и средних частотах. В результате на всех частотах модуль коэффициента усиления по току транзистора β(ω) снижается в χ раз.

.

Стоит отметить, что в справочных данных не указаны такие параметры транзистора, как сопротивление в цепи эмиттера r_э, сопротивление в цепи базы r_б, индуктивность выводов (базы и эмиттера) L_б, L_э. Их не указывают, ссылаясь на то, что их следует принимать равными нулю. Однако реально эти величины все же существуют. Поэтому стоит рассчитать и их:

1. Нам известна постоянная времени коллекторного перехода  и емкость коллекторного перехода С_к = 2.864·10^-12 Ф. Также мы знаем формулу расчета постоянной времени коллекторного перехода: , где С_ка – барьерная емкость активной части коллекторного перехода: С_ка=0.2·С_к=5.727·10^-13 Ф. Отсюда: . Сопротивление r_э примем равным  Ом.

2. Для расчета индуктивностей выводов транзистора (базы и эмиттера) необходимо знать длины этих выводов (внешний вид транзистора см. в Приложении). Индуктивность рассчитывается по следующей формуле: . Измерено, что длина эмиттера равна 6.4 мм (так как эмиттера раздвоен, то следует принять 3.2 мм), базы – также 6.4. Отсюда индуктивности выводов: .

Далее следует непосредственный расчет входной цепи ГВВ:

1. Амплитуда тока базы .

2. Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе

3. Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов

4. Напряжение смещения на эмиттерном переходе

5. Значения L_ВХ.О.Э, r_ВХ.О.Э., R_ВХ.О.Э., C_ВХ.О.Э. в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора на рис. 10.

Рис. 11. Эквивалентная схема входного сопротивления транзистора

6. Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора (Z_ВХ=R_ВХ+iX_ВХ)

7. Входная мощность

8. Коэффициент усиления по мощности