1.10 Charakterystyki obciążeniowe i strojeniowe rezonansowych

EiT Vsemestr AE
Układy radioelektroniczne
1/7
1.10 Charakterystyki obciążeniowe i strojeniowe rezonansowych wzmacniaczy mocy
1.10.1. Charakterystyki strojeniowe
U output
C2
Ico, Ic1,Uc , P0 ,P1, Pc, η = f(f)
ǀZǀ
U in
ic
poza
rezonansem
f
Ec
P0, P1, Pc, η
Uc, Ico, Ic1
f
f
frez
C3
+
_ Eb
_ +
Ec
Uce
uce sat
frez
L1
~
C1
w rezonansie
frez
C
T
L
EiT Vsemestr AE
Układy radioelektroniczne
2/7
1.10. Charakterystyki obciążeniowe.
Ico, Ic1,Uc , P0 ,P1, Pc, η = f(Ro)
ic, ib
ic
ic
U output
C2
C
T
U in
L1
~
C1
L
Eb
C3
+
_ Eb
_ +
Ec
Ic1, Ic0, Uc
1
2
3
Stan niedowzbudzony
4
5
Stan przewzbudzony
P0, P1, Pc,η
1
2
3
4
5
ebe
ece sat
Ec
ece
EiT Vsemestr AE
Układy radioelektroniczne
3/7
1.11 Praca wzmacniacza mocy w zakresie wielkich częstotliwości
Ładunkowy model zastępczy tranzystora
B’ – baza wewnętrzna
Cje,Cjc – pojemności złączowe e-b oraz b-c (spolaryzowane zaporowo)
Cb’e – pojemność dyfuzyjna złącza spolaryzowanego w kierunku przewodzenia, zazwyczaj Cb’e»Cjc
gb’e – konduktancja złącza b-e
Ccp
rbb’- rezystancja rozproszenia obszaru bazy
Lb
rb’b
B’
B
Ccp – pojemność konstrukcyjna baza-kolektor
Cjc
Szł – nachylenie charakterystyki złącza B’-E
Cje
g'be
Lb,Lc – indukcyjności doprowadzeń
Cb’e
re – rezystancja obszaru emitera
rc – rezystancja obszaru kolektora
re
Do dalszej analizy przyjmujemy uproszczenia
• Brak indukcyjności doprowadzeń
• Brak rezystancji obszarów emitera i kolektora
• Wartości pojemności zostają uśrednione
• Cb’e»Ccp, Cjc (brak Ccp oraz Cjc)
• Obciążenie bardzo małe – przyjmujemy zwarcie
E
rc
ic=Szł Ube
tranzystor
idealny
Lc
C
EiT Vsemestr AE
Ccp
rb’b
B
Układy radioelektroniczne
rc
B’
Praca wzmacniacza w klasie A – parametry
wzmocnienia
C
Cjc
g'be
ic=Szł Ube
Cb’e
Ic1
S
Dla pulsacji granicznej: S1 = 10 ; S10 = g m ≅
2
ωT = ωβ ⋅ β 0
S1 =
S10
1+ j
ω
ωs
S1 =
E
E
S1 =
β0
rb'b + rb'e
rb'b + rb'e
rb 'b
β=
I c1
- nachylenie charakterystyki dla 1-ej harmonicznej
Ub
S10
ω
1+ j
ωs
; S10=gm; ωs – pulsacja gr. 3dB
r +r
, gb 'e = ω ⋅ Cb 'e ; ωs = ωβ ⋅ b 'b b 'e (zawsze ωs > ωβ ),
rb 'b
Wielka częstotliwość - rb 'e =
ωs = ωβ ⋅
4/7
1
ω ⋅ Cb 'e
β0
1+ j
ω
ωβ
β0 =
α0
1 − α0
ωT = ωβ ⋅ β 0
EiT Vsemestr AE
Układy radioelektroniczne
5/7
Praca wzmacniacza w klasie A – analiza impedancji wyjściowej
B
Ccp
rb’b
rc
B’
C
Cjc
Zwyj
ic=Szł Ube
g'be
Cb’e
E
E
Ri
Cc
Dla wielkich częstotliwości (w.cz) mamy
Ri =
1
ωT ⋅ Cc
Zwyj
Ccβ0
1
1
〈〈
, w schemacie zastępczym pojawia się Cc = Ccp + C jc
ω ⋅ Cb'e ω ⋅ Ccp
EiT Vsemestr AE
Układy radioelektroniczne
Praca wzmacniacza w klasie B
B
zb’b
Stan aktywny: Ca = Cb ' e + Cc
Stan zatkania: Co 〈〈 Ca
C
odcięcie
aktywny
E
Ca
ic=Szł Ube
Co
E
6/7
EiT Vsemestr AE
Układy radioelektroniczne
7/7
Praca wzmacniacza w klasie B - wnioski
1. Napięcie sterujące występujące na złączu wewnętrznym tranzystora jest niesinusoidalne
2. Ze wzrostem częstotliwości pracy amplituda napięcia Uzł oraz maksymalna wartość impulsu prądu
kolektora icmax maleją
3. Kąt odcięcia prądu kolektora zwiększa się (Θw.cz>Θm.cz), rośnie składowa stała prądu kolektora,
maleje moc wyjściowa oraz maleje sprawność
4. W przypadku pracy poza obszarem załamania charakterystyki wzmocnienia (wzmacniacz
szerokopasmowy) należy stosować specjalne obwody wejściowe korygujące charakterystykę
wejściową wzmacniacza