Порядок расчета

Для выбора типа транзистора необходимо определить, мощность Р₀, которая будет выделяться на транзисторе:

Р₀ = Р~/η_к, где η_к — коэффициент использования транзистора (η_к =0,035-0,45; чем больше напряжение питания Е_п тем тем больше η_к);

Р~ мощность, отдаваемая транзистором: Р~ = Р_вых/η_т,

где η_т – К.П.Д. трансформатора. К.П.Д. трансформатора принимают равным 0,7-0,9. Ориентировочно определяют падения напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки трансформатора r_т1 и на сопротивлении R_э: ΔU = U_Rт1+U_Rэ=(0,2-0,3)En.

Тогда наибольшее возможное напряжение на транзисторе:

По найденным значениям Р₀ и U_кэм подбирают транзистор.

Примечание. Для выбранного транзистора выписать из справочника:

а) допустимый ток коллектора I_кдon;

б) допустимое напряжение на коллекторе U_кэдоп;

в) наибольшую рассеиваемую мощность на транзисторе Р_доп,

г) наименьший коэффициент усиления по току β_мин;

д) начальный ток коллектора I_кн:

е) тепловое сопротивление r_тт;

ж) наибольшую допустимую температуру коллекторного перехода Т_м.

Рисунок 2 – Выходные статические характеристики транзистора с ОЭ

2. На выходных статических характеристиках (для ОЭ) находят положение точки покоя (рабочей) т. 0 (рисунок 2), для этого определяют напряжение на коллекторе при U_вх = 0 и ток покоя коллектора:

Через т. 0 и 4 (U_кэ = U_кэм; I_к = 0) проводят нагрузочную прямую. Для определения рабочего участка нагрузочной прямой задаются величиной остаточного напряжения U_ост (часто принимают U_ост = 1 В) и наименьшим током коллектора I_кмин ≥ I_кн (I_кн — начальный ток коллектора, дается в справочнике). По величине U_ост определяют I_км (т. 2); необходимо, чтобы I_км < I_кдоп. Без существенной ошибки можно принять I_кмин ≈ 0. Таким образом, рабочий участок находится между т. 2 и 3. Наибольшая возможная амплитуда напряжения выходного сигнала U_км = U_кэ0 - U_ост.

Наибольшая амплитуда тока I_км определяется т.0 и 3(или т. 0 и 2). После этого проверяют, обеспечит ли выбранный режим заданную мощность Р_вых.

В соответствии с построенной нагрузочной прямой находят P'_~ = U_км I_км/2

При правильно выбранном режиме P'_~ ≥Р_вых/η_т.

Если это условие не выполняется, то увеличивают наклон нагрузочной прямой (значение I берут большим).

Необходимо иметь и виду, что нагрузочная прямая не должна выходить из области, ограничиваемой гиперболой допустимых мощностей: I_к = Р_кдоп/ U_кэ (Р_кдоп — берется из справочника).

Затем рассчитывают наибольшее и наименьшее значения входного тока:

I_бм ^=: I_кмин/Р β_мин; I_бмин = I_кмин /Р β_мин.

и фиксируют их величины на входной статической характеристике схемы ОЭ (рисунок 3).

Рисунок 3 – Входные характеристики транзистора в схеме с ОЭ

По т. 1 и 2 входной характеристики находят наибольшее и наименьшее напряжения: U_бэмин и U_бэм и наибольшую амплитуду напряжения входного сигнала 2U_бм. Далее определяют мощность входного сигнала Р_вх= U_бэм I_бэм/2 и входное сопротивление транзистора переменному току R_вх~ = 2U_бм /2I_бм.

3 Сопротивление цепи эмиттера R_э определяется по падению напряжения на этом сопротивлении. Приняв U_Rэ = (0,3 - 0,5)ΔU, получаем R_э = U_Rэ /I_к0.

4 Емкость конденсатора, шунтирующего R_э определяется из выражения C_э > l/2πf_н R_э.

5 Сопротивление делителя переменному току

должно удовлетворять условию R_1-2 ≥ (8-12) R_вх~, тогда

6. Коэффициент усиления каскада по мощности

7. Для расчета коэффициента трансформации трансформатора по наклону нагрузочной прямой (см. рисунок 2) определяют величину сопротивления коллекторной нагрузки переменному току:

R_к~ =U_кэм/I

Тогда коэффициент трансформации трансформатора будет равен

8. Сопротивления обмоток выходного трансформатора:

r_т1 = 0,5R_к~(1-η_т);

9. Индуктивность первичной обмотки

10. При необходимости определяют площадь поверхности охлаждающего радиатора

,

где Т_тм - наибольшая допустимая температура коллекторного перехода (дается в справочнике); Т_срм - наибольшая возможная температура окружающей среды; r_тт – тепловое сопротивление транзистора (см. справочник).