Ключовий режим ГВВ

Ключовий режим дозволяє отримати високий електронний ККД, тобто істотно зменшити розсіювану електронним приладом потужність.

Якщо в ланцюг бази подати великий струм збудження, то при порівняно великому внутрішньому опорі джерела збудження транзистор практично знаходитиметься тільки в одному з двох станів - відсічення або насичення. Такий режим роботи ЕП називається ключовим. При цьому форми імпульсів колекторного (стічного) струму і колекторної (стічного) напруги максимально наближаються до меандра, і створюються умови для транзистора, при яких він знаходиться або в стані відсічення, або в стані насичення.

У ключовому режимі струм протікає через транзистор при мінімальній напрузі на колекторі е_к = і_кr_нас, тобто при мінімальній розсіюваній на колекторі потужності , де ρ(τ)=і_к(τ)е_к(τ) - миттєва потужність, τ=ωt. Отже, в ключовому режимі електронний ККД має максимальне значення:

.

Це визначає високу енергетичну економічність генератора і слабкий нагрів транзистора. Окрім цього, зменшується вірогідність теплового «шнурування» (вторинного пробою), що виникає із-за нерівномірного розподілу щільності струму в структурі могутнього транзистора. Вторинний пробій розвивається при роботі транзистора в активній області при значних миттєвих потужностях, що перевищують деяке значення протягом достатнього тривалого часу (порядка декілька мілісекунд). Це обмежує діапазон робочих частот біполярних транзисторів знизу при роботі в недонапруженому режимі. Тому ключовий режим для БТ можна вважати надійнішим, причому нижня робоча частота, на якій можливе застосування транзистора, може зрушуватися в область нижчих частот.

В той же час із-за шунтуючого впливу вхідної і вихідної ємкостей транзистора реалізація ключового режиму можлива лише на щодо низьких частотах, приблизно на порядок менших, ніж максимальна робоча частота транзистора, що працює в недонапруженому і критичному режимах. Крім того, коефіцієнт посилення по потужності в ключовому режимі менше, ніж в недонапруженому, оскільки для переходу транзистора із стану відсічення в стан насичення і назад потрібна велика амплітуда напруги, що управляє. Ці недоліки не дозволяють використовувати ключові режими в діапазоні високих і надвисоких частот.

1.10 Контрольні питання, завдання і вправи до розділу 1

1. Переваги і недоліки режиму транзистора з відсіченням колекторного струму в порівнянні з лінійним режимом.

2. Основні вимоги до контура в колекторному ланцюзі транзистора. Основні параметри контура.

3. Намалювати узгоджені по фазі імпульси колекторного струму і напруги на колекторі в режимі потроєння частоти. Як впливає добротність контура на форму колекторної напруги?

4. Порівняти електронний ККД підсилювача потужності в лінійному режимі і в режимі з відсіченням колекторного струму при θ = 90°.

5. Визначити амплітуду напруги на колекторі U_тк і свідчення амперметра в колекторному ланцюзі транзистора (схема на мал. 1.13) при посиленні потужності, якщо І_{к max} = 0,5 А, θ = 90°, R_к=100ом.

6. В умовах попереднього завдання при мінімальній миттєвій напрузі на колекторі е_{к min} = 5 В визначити напругу колекторного живлення Е_к і електронний ККД η _е.

7. Визначити максимально досяжні значення електронного ККД в лінійному режимі для схем а) і б) на мал. 1.18 при гармонійній вхідній напрузі.

Мал 1.18

8. Для схем а) і б) на мал. 1.18 намалювати вид колекторної напруги, якщо напруга на базі - гармонійне, а кут відсічення колекторного струму θ=90°.

9. Виконати завдання 7 і 8 для схеми мал. 1.19 при настроюванні контура на частоту вхідного сигналу.

Мал. 1.19

10. Як зміниться свідчення амперметра в схемі на мал. 1.20 при розриві в ланцюзі опору навантаження R_н?

Мал 1.20

Дата добавления: 2015-09-06