Вибір типу транзисторів

Оскільки на принциповій схемі трикаскадного лінійного підсилювача (рис. 1) використані транзистори типу n-p-n, серед наведених у додатку «Методичних вказівок для виконання курсової роботи» (див. табл.. 3) слід одразу відкинути транзистори, що мають структуру p-n-n (КГ361А, КТ363Б), й зосередитись на виборі необхідного транзистору серед тих, що відносяться до структури типу n-p-n.

Подальший вибір типу транзисторів здійснюється з врахуванням можливостіїхнього використання у вихідному каскаді за максимально припустимою потужністю, що розсіюється на колекторі Р_ктах, та граничною частотою підсилення струму в схемі з ЗЕ f_h21Э.

Відомо, що в трансформаторному каскаді, що працює в режимі класу «А», при потужності, що віддається у десятки міліватів, із транзистора завжди можна зняти задану потужність сигналу і забезпечити полегшений температурний режим, якщо виконати умову:

, (3)

де P_H — потужність, що віддається підсилювачем (в табл.1);

- ККД вихідного трансформатора;

- максимальний ККД підсилювального приладу в режимі «А»;

N₁ - коефіцієнт запасу;

- максимально допустима потужність, що розсіюється на колекторі.

Для розрахунку зручно прийняти: =0,9; =0,4; N₁= 2.6.

Підставивши значення потужності, що віддається підсилювачем P_H, взяте з табл. 1, а саме P_H= 11 мВт, з урахуванням вибраних значень , , N₁ з виразу (3) отримаємо:

Вт= мВт.

Таблиця 3

Параметри і характеристики деяких типів високочастотних і надвисокочастотних транзисторів

Всі з наведених у таблиці 3 транзисторів структури n-p-n задовольняють такому обмеженню стосовно максимально припустимої потужності, що розсіюється на колекторі Р_ктах.

Разом з тим цілком очевидно, що транзистори КТ610А, КТ904А та КТ911 мають надмірно завищену для вирішуваної задачі максимально допустиму постійну розсіювану потужність на колекторі Р_ктах. До того ж для них у табл. 3 відсутні дані про вхідний опір транзистора в схемі з ЗЕ. Через зазначені чинники ці транзистори недоцільні для використання у схемі, що проектується.

Оскільки підсилювальні властивості транзисторів зі зростанням частоти сигналу значно погіршуються, причому через технологічний розкид характеристик в кожному екземплярі підсилювального приладу вони міняються індивідуально, для того, щоб спростити процес настроювання підсилювачів і підвищити їхню стійкість в області верхніх частот, тип транзистора вибирають з врахуванням нерівності

f_h21е (2…5)f_в , (4)

де f_h21е - гранична частота коефіцієнта передачі струму транзистора в схемі з ЗЕ (на цій частоті статичний коефіцієнт передачі струму f_h21е зменшується до рівня 0,7упорівнянні з областю нижніх частот);

f_в - верхня робоча частота (в табл. 1).

Іноді в довідниках замість частоти f_h21е вказується частота f_h21б або f_гр. f_h21б це гранична частота коефіцієнта передачі струму h_21б в схемі з ЗБ, тобто частота, на якій цей коефіцієнт зменшується до рівня 0,7 у порівнянні з областю нижніх частот. Частота f_гр - гранична частота транзистора в схемі з ЗЕ, при якій h_21е= 1.

Взаємозв'язок між названими частотами можна встановити за допомогою наступних виразів:

f_h21е h_21е» f_h21е» 1,3 f_гр, (5)

, (6)

де h_21е - статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ЗЕ;

- довідкові параметри; межі технологічного розкиду.

В інших випадках у довідниках вказується величина модуля коефіцієнта передачі струму на визначеній частоті f. Тоді можна скористатися виразом

. (7)

В завданні на проектуванні (табл. 1) задано f_в= 1400 кГц, отже з виразу (4), обравши верхнє значення множника 5, отримаємо:

f_h21е 5×1400×10³=7000×10³ Гц=7 МГц.

Наведені у таблиці 3 транзистори структури n-p-n задовольняють такому обмеженню, оскільки всі вони мають більш високу граничну частоту підсилення. Однак до обчисленої межі в 7МГц впритул наближається значення відповідного параметра транзистора КТ315Б, тому його використання є бажаним.

Незважаючи на здійснений попередній аналіз, результати обчислень по формулах (3) і (4) не дозволяють остаточно підібрати необхідний тип транзистора в довіднику.

Для подальшого відбору транзисторів розглянемо їх за максимально припустимою напругою колектор-еміттер.

В трансформаторному каскаді, що працює в режимі класу «А», напруга між колектором і емітером транзистора при досить великому сигналі може приблизно в 2 рази перевищувати напругу живлення. Тому доцільно напругу спокою U_К вибрати з умови

, (8)

де - максимальна допустима напруга колектор-емітер.

Через те, що всі підсилювачі включені послідовно по колу живлення виникає небезпека, що загальна напруга джерел живлення може перевищити межу міцності ізоляції центральної жили кабелю. Тому потрібно обмежити U_КЕ= 5...6 В.

З огляду на це, обравши U_КЕ= 6 В, з виразу (5) отримаємо

В.

Такій умові не відповідає транзистор КТ339Б, який має =12 В. Крім того, транзистори КТ325А мають зазначене граничне значення =15 В, що не дозволяє отримати запас міцності. Тому їх теж доцільно виключити з подальшого розгляду.

Таким чином, з переліку наведених у табл. 3 транзисторів лишається обрати для подальшого проектування транзистор КТ315Б.

Дата добавления: 2015-10-28