14. Усилители мощности на транзисторах.

одним из основных применений транзисторов являются усилители мощности.

Структурная схема транзисторного УМ, в которую помимо транзистора входят цепи питания, смещения и согласования.

Роль основных функциональных элементов схемы заключается в следующем:

Транзистор, являясь активным элементом, преобразует энергию постоянного электрического поля в энергию электромагнитных колебаний.

Входная согласующая цепь преобразует внутреннее сопротивление источника сигнала во входное сопротивление транзистора. Выходная согласующая цепь преобразует оптимальное выходное сопротивление транзистора в сопротивление нагрузки.

Разделительные емкости разделяют цепи переменного и постоянного токов.

15. Основные параметры и характеристики усилителей мощности.

1. Мощность, выделяемая в сопротивлении нагрузки

2. Максимальная мощность первой гармоники, отдаваемая транзистором ,

3. Потребляемая мощность , где - постоянные составляющие

4. КПД транзистора по первой гармонике ,

5. КПД выходной согласующей цепи ,

6. КПД усилителя мощности ,

8. Коэффициент усиления по мощности УМ ,

9. Коэффициент усиления по мощности транзистора ,

10. Мощность, действующая на входе транзистора ,

11. Диапазон рабочих частот ,

12. Амплитудные характеристики УМ

16, 17. Интермодуляционные искажения и Параметры р1дБ и ip3

Точка компрессии Р_1дБ.

Этот параметр условно разделяет линейный и нелинейный режимы работы транзистора.

Точка компрессии Р_1дБ - точка на амплитудной характеристике Р_вых( Р_вх) , в которой коэффициент усиления меньше на 1 дБ коэффициента усиления идеального усилителя.

Параметр IP3.

Скорость роста интермодуляционных искажений принято оценивать параметром IP3.

Параметр IP3 - точка пересечения идеальных амплитудных характеристик основного сигнала Р_н.ид( Р_вх) и интермодуляционного Р_и.ид( Р_вх) .

Как правило, на 10-15 дБ.

19. Цепи смещения.

Цепь смещения от фиксированного источника смещения

Достоинством схемы фиксированного смещения является возможность получения напряжений любой полярности как положительной, так и отрицательной. Недостатком является необходимость применения дополнительного источника напряжения.

Автосмещение не требует дополнительного источника, но позволяет получать напряжения только отрицательной полярности.

Цепь автосмещения.

Смещение происходит за счет протекания тока I_б0 через резистор R_см.

Напряжение смещения равно

Упрощенная схема автосмещения (рис.4.8) используется, если R_вх<<R_см.

В этой схеме смещение, также, происходит за счет протекания тока I_б0 через сопротивление R_см.

Схема смещения током эмиттера (рис.4.9).

Смещение транзистора в этой схеме осуществляется за счет протекания тока эмиттера через сопротивление R_см, установленное в цепи эмиттера.

Напряжение смещения равно , где

20. Цепи питания.

Режим работы транзистора по постоянному току в усилителе мощности обеспечивают цепи питания и смещения.

Цепь питания включается со стороны выхода транзистора.

Величины L_бл и С_р выбирают из условий:

,

либо из приближенных равенств

,

22. Г-образная согласующая цепь.

Г-образная согласующая цепь.

Рассмотрим схему для случая R < R′ (рис.4.13).

где - добротность последовательной или эквивалентной ей параллельной цепи.

Последовательность расчета Г-образной цепи, изображенной на рис.4.13. следующая:

• по известным сопротивлениям R и R′ определим добротность цепи ;

• из условия Х=RQ определим Х и величину индуктивности ;

из условия определим X ′ и величину емкости .