Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Рутледж Д. -> "Энциклопедия практической электроники" -> 94

Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.

Рутледж Д. Энциклопедия практической электроники — M.: ДМК Пресс, 2002. — 528 c.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка): enciklopediya2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 193 >> Следующая

U5(O = U00 + -^COS(COt)+ 2U-
2 ті
cos(2cot) cos(4cot) cos(6cot) .
----г--... (10. о)
3 15 35 1
[232! 10. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
Первый член разложения представляет постоянное напряжение. Следующий член является составляющей с частотой, равной частоте передатчика (то есть основной). Максимальное значение основной составляющей равно Um/ 2, потому что мы имеем только половину синусоидального сигнала. Другие составляющие являются высшими гармониками, второй, четвертой и т.д. Поскольку фильтр очень сильно ослабляет проходящий сигнал гармоник в нагрузку, можно не учитывать мощность, приходящуюся на них. Предположим, что полное входное сопротивление фильтра на основной частоте является активным и обозначается R. Так как максимальное значение основной гармоники равно Um / 2, выходную мощность можно представить в виде:
P =
u2m я2 (U -U)2
m ___ V сс on /
8R
8R
(10.9)
Мощность можно увеличить за счет увеличения напряжения источника питания, пока не будут достигнуты предельные значения напряжения, тока и температуры, установленные для данного транзистора. Так как выходная мощность изменяется обратно пропорционально полному входному сопротивлению фильтра, то для увеличения мощности необходимо снизить полное входное сопротивление. Эта ситуация рассматривалась при решении задачи № 13. Однако мощность Можно увеличивать только до определенного предела, поскольку малая величина полного входного сопротивления увеличивает входной ток, а он увеличивает Uon. В результате будет уменьшено и эффективное напряжение источника, и КПД. Кроме того, следует учитывать, что при высоких значениях тока в биполярных транзисторах 1с пропорционально значению д/ї^ , а не просто 1ь. Эти зависимости представлены на рис. 10.4а. Это обстоятельство ограничивает ток, который может проходить через транзистор.
1200
800
400
м 00
о
2 г-"
6 0м /
1 Om^.
0 40 80 120 160 Ток базы Ib, мА
0 200 400 600 800 Так коллектора Ic1 мА
а) б)
Рис. 10.4. Влияние высоких плотностей тока на характеристики биполярного транзистора 2N3553, используемого в усилителе мощности передатчика NorCal 40А. Графики зависимости коллекторного тока 1с от тока базы 1ь (а) и зависимости напряжения прямого включения U0n от коллекторного тока 1с(б)
Примечание к рис. Как видно из графика зависимости коллекторного тока от тока базы, напряжение коллектор-эмиттер составляет 2,5 В. Для малых значений тока соотношение линейно, значение коэффициента b равно 45, но для значений тока более 200 мА выстроенная по результатам эксперимен-тальных измерений кривая зависимости может быть описана уравнением Ic = ^Т~хТзА (ток в амперах) с высокой степенью точности. Для графика на рис. 10.45 б ток базы составляет 20 мА. На кривой наблюдается изгиб, при котором величина сопротивления меняется от 1 до 6 Ом.
_10.2. УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ПЕРЕДАТЧИКА NORCAL 40Д |233|
На примере усилителей класса А было выведено соотношение для полного выходного сопротивления, которое использовалось при рассмотрении эквивалентной схемы замещения Тевенина и для согласования, обеспечивающего максимальную передачу мощности. Для транзисторных усилителей класса С полное выходное сопротивление, как правило, невелико, поэтому для них гораздо труднее получить аналогичные выражения. Анализ полного выходного сопротивления для усилителей класса А показал, как будет снижаться выходное напряжение при увеличении потребления тока. В усилителях класса С эту задачу выполняет напряжение U0n, так как оно увеличивается по мере возрастания тока, при этом эффективное напряжение источника питания снижается. В усилителях мощности при высоких значениях тока коллекторное напряжение делает резкий переход от режима насыщения к активному режиму, в силу чего нельзя вывести простую формулу, описывающую соотношение между U0n и 1с (рис. 10.46).
10.2. Усилитель мощности передатчика NorCal 40А
Формулы, выведенные для усилителя класса С, можно использовать для быстрого и достаточно точного анализа работы усилителя мощности (УМ) передатчика NorCal 40А, а затем сравнить эти результаты с характеристиками, полученными экспериментальным путем. На рис. 10.5 представлены эпюры коллекторного и базового напряжений.
Напряжение источника питания Ucc составляет 12,8 В, a U0n = 2 В. Напряжение в открытом состояния 2 В значительно превышает значение, которое принималось при анализе ключей в задачах № 19 и № 20. Такое большое значение объясняется и более высоким значением тока, который протекает в мощном транзисторе в открытом состоянии. Полное входное сопротивление фильтра R близко к значению 50 Ом. При расчетах по формулам 10.9 и 10.7 значение выходной мощности будет равно 2,9 Вт, а КПД составит 84%, что превышает экспериментально полученные значения 2,5 Вт и 78%.
В усилителях классов ChD возникают дополнительные потери при переходе транзистора в активный режим. Если внимательно посмотреть на рис. 10.5а, можно заметить на графике точку изменения наклона. Она соответствует началу активной области. Определить по графику переход из закрытого состояния в открытое легче, так как его продолжительность составляет 17 не. Обратный переход не столь заметен, потому что он длится только 8 не. Для сравнения: время открытого состояния составляет 50 не, а закрытого - 68 не. Время закрытого состояния меньше времени периода, который равен 143 не. Время закрытого состояния достаточно точно соответствует времени, когда базовое напряжение (см. рис. 10.56) ниже 0,6 В. На графике видно, что эмиттерный переход проводит ток более чем половину периода при подаче на базу сигнала синусоидальной формы. Это объясняется тем, что транзистору в режиме насыщения требуется дополнительное время на отключение, так как в области базы находится очень большое количество электронов, которые должны успеть либо полностью рекомбинировать, либо покинуть базу. Такое явление получило название задержка из-за накопления заряда. Оно также наблюдается в диодах с р-п переходом, но не в диодах Шоттки, у которых
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 193 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed