Энергетический расчет каскада на максимальную мощность

Перейдём непосредственно к энергетическому расчету.

Исходные данные расчета.

-полезная мощность, генерируемая транзистором……...

-рабочая частота……………………………………...……….

-сопротивление нагрузки……………………………………….

Порядок энергетического расчета на заданную мощность в критическом режиме следующий:

Выбираем угол отсечки коллекторного тока , т.е. . Для данного угла отсечки подсчитаем величины коэффициентов Берга и по следующим формулам:

(3.1)

(3.2)

Амплитуда переменного напряжения на коллекторе:

(3.3)

Максимальное возможное напряжение коллекторного питания:

(3.4)

Выберем в качестве напряжения источника коллекторного питания значение из стандартного ряда, удовлетворяющие условию:

(3.5)

Уточним значение амплитуды переменного напряжения на коллекторе:

(3.6)

Остаточное напряжение на коллекторе:

(3.7)

Амплитуда импульса коллекторного тока:

(3.8)

Постоянная составляющая тока коллектора:

(3.9)

Постоянная составляющая тока эмиттера:

(3.10)

Коллекторная ёмкость транзистора:

(3.11)

Расчет высокочастотныхY-параметров транзистора на рабочей частоте:

(3.12)

(3.13)

(3.14)

(3.15)

(3.16)

(3.17)

(3.18)

Активная составляющая выходного сопротивления транзистора:

(3.19)

Первая гармоника коллекторного тока, генерируемая транзистором определяется выражением:

(3.20)

Первая гармоника коллекторного тока, протекающая через выходное сопротивление транзистора:

(3.21)

Первая гармоника коллекторного тока, протекающая через нагрузочный контур:

(3.22)

Оптимальное сопротивление нагрузки идеального транзистора, обеспечивающее критический режим:

(3.23)

Входное сопротивление нагрузочного контура:

(3.24)

Потребляемая мощность:

(3.25)

Мощность переменного тока, поступающая в нагрузочный контур:

(3.26)

КПД генератора:

(3.27)

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

(3.28)

Переходим к энергетическому расчету цепей эмиттера и базы.

Угол дрейфа на рабочей частоте (в радианах):

(3.29)

Угол отсечки импульсов базового тока имеет следующее значение:

(3.30)

Модуль комплексной крутизны нарабочей частоте:

(3.31)

Амплитуда напряжения возбуждения на рабочей частоте:

(3.32)

Постоянная составляющая тока базы:

(3.33)

Напряжение смещения на базе:

(3.34)

Активная составляющая входного сопротивления транзистора на рабочей частоте:

(3.35)

где ) – действительная часть входной проводимости транзистора.

Мощность возбуждения на рабочей частоте без учета потерь во входном согласующем контуре:

(3.36)

Коэффициент усиления по мощности на рабочей частоте без учета потерь во входном и выходном согласующих контурах:

(3.37)

Общая мощность, рассеиваемая транзистором, определяется выражением:

(3.38)

Подставляя в формулы (3.3)-(3.38) численные значения, получаем:

Стандартный ряд значений напряжений источника питания имеет в своём составе следующие величины: 3; 4; 5; 6; 6.3; 9; 12; 12.6; 15; 20; 24; 27; 30; 40; 48; 60 В. Итак, пусть .

;

Re()=1,921 См;

Re()=0,127 См;

Re()=0,015 См;