Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

3.3.4.1 Пассивная коллекторная термостабилизация

Данный вид термостабилизации (схема представлена на рисунке 3.4) используется на малых мощностях и менее эффективен, чем две другие, потому что напряжение отрицательной обратной связи, регулирующее ток через транзистор подаётся на базу через базовый делитель.

Рисунок 3.4

Расчёт, подробно описанный в [3], заключается в следующем: выбираем напряжение  (в данном случае В) и ток делителя (в данном случае , где  – ток базы), затем находим элементы схемы по формулам:

;                                                                           (3.3.8)

,                                                                                   (3.3.9)

где – напряжение на переходе база-эмиттер равное 0.7 В;

.                                                                         (3.3.10)

Получим следующие значения:

Ом;

Ом;

Ом.

3.3.4.2 Активная коллекторная термостабилизация

Активная коллекторная термостабилизация используется в мощных каскадах и является очень эффективной, её схема представлена на рисунке 3.5. Её описание и расчёт можно найти в [2].

Рисунок 3.5

В качестве VT1 возьмём КТ315А. Выбираем падение напряжения на резисторе  из условия (пусть В), затем производим следующий расчёт:

;                                                                                   (3.3.11)

;                                                                              (3.3.12)

;                                                                         (3.3.13)

;                                                                            (3.3.14)

,                                                                            (3.3.15)

где  – статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ транзистора КТ315А;

;                                                                            (3.3.16)

;                                                                         (3.3.17)

.                                                                       (3.3.18)

Получаем следующие значения:

Ом;

мА;

В;

кОм;

А;

А;

кОм;

кОм.

Величина индуктивности дросселя выбирается таким образом, чтобы переменная составляющая тока не заземлялась через источник питания, а величина блокировочной ёмкости – таким образом, чтобы коллектор транзистора VT1 по переменному току был заземлён.

3.3.4.3 Эмиттерная термостабилизация

Для выходного каскада выбрана эмиттерная термостабилизация, схема которой приведена на рисунке 3.6. Метод расчёта и анализа эмиттерной термостабилизации подробно описан в [3].

Рисунок 3.6

Расчёт производится по следующей схеме:

1.Выбираются напряжение эмиттера  и ток делителя  (см. рис. 3.4), а также напряжение питания ;

2. Затем рассчитываются .

3. Производится поверка – будет ли схема термостабильна при выбранных значениях  и . Если нет, то вновь осуществляется подбор  и .

В данной работе схема является термостабильной при В и  мА. Учитывая то, что в коллекторной цепи отсутствует резистор, то напряжение питания рассчитывается по формуле В. Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:

;                                                                                    (3.3.19)

;                                                                            (3.3.20)

.                                                                  (3.3.21)

Для того, чтобы выяснить будет ли схема термостабильной производится расчёт приведённых ниже величин.

Тепловое сопротивление переход – окружающая среда:

,                                                                               (3.3.22)

где , – справочные данные;

К – нормальная температура.

Температура перехода:

,                                                                            (3.3.23)

где К – температура окружающей среды (в данном случае взята максимальная рабочая температура усилителя);

 – мощность, рассеиваемая на коллекторе.

Неуправляемый ток коллекторного перехода:

,                                                                         (3.3.24)

где  – отклонение температуры транзистора от нормальной;

 лежит в пределах А;

 – коэффициент, равный 0.063–0.091 для германия и 0.083–0.120 для кремния.

Параметры транзистора с учётом изменения температуры:

,                                                                  (3.3.25)

где  равно 2.2(мВ/градус Цельсия) для германия и

3(мВ/градус Цельсия) для кремния.

,                                                        (3.3.26)

где (1/ градус Цельсия).

Определим полный постоянный ток коллектора при изменении температуры:

,  (3.3.27)

где

.                              (3.3.28)

Для того чтобы схема была термостабильна необходимо выполнение условия:

,

где .                                                                     (3.3.29)

Рассчитывая по приведённым выше формулам, получим следующие значения:

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

К;

К;

А;

Ом;

;

Ом;

А;

А.

Как видно из расчётов условие термостабильности выполняется.

3.4 Расчёт входного каскада по постоянному току

3.4.1 Выбор рабочей точки

При расчёте требуемого режима транзистора промежуточных и входного каскадов по постоянному току следует ориентироваться на соотношения, приведённые в пункте 3.3.1 с учётом того, что  заменяется на входное сопротивление последующего каскада. Но, при малосигнальном режиме, за основу можно брать типовой режим транзистора (обычно для маломощных ВЧ и СВЧ транзисторов  мА и В). Поэтому координаты рабочей точки выберем следующие мА, В. Мощность, рассеиваемая на коллекторе мВт.

3.4.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте 3.3.2. Этим требованиям отвечает транзистор КТ371А. Его основные технические характеристики приведены ниже.

Электрические параметры:

1.        граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ ГГц;

2.        Постоянная времени цепи обратной связи нс;

3.        Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;

4.        Ёмкость коллекторного перехода при  В пФ;

5.        Индуктивность вывода базы нГн;

6.        Индуктивность вывода эмиттера нГн.

Предельные эксплуатационные данные:

1.        Постоянное напряжение коллектор-эмиттер В;

2.        Постоянный ток коллектора мА;

3.        Постоянная рассеиваемая мощность коллектора  Вт;

4.        Температура перехода К.

3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора

1	2	3	4