книги из ГПНТБ / Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет

3. АВТОГЕНЕРАТОРЫ С БЕСКВАРЦЕВОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ И УПРАВЛЕНИЕ ИХ ЧАСТОТОЙ

На метровых и более длинных волнах наиболее распро­ странены автогенераторы на биполярных транзисторах. В связи с интенсивным развитием техники полевых тран­ зисторов (МОП-транзисторы) следует ожидать, что в бли­ жайшие годы генераторы на полевых транзисторах будут так же распространены, как и генераторы на биполярных транзисторах при общей тенденции увеличения предельных рабочих частот до сотен мегагерц. На еще более высоких частотах применяются туннельные диоды и генераторы, работающие с использованием эффекта Ганна.

Важнейшей характеристикой автогенератора является стабильность его частоты. Эта характеристика значительно больше существенна, чем, например, к. п. д. или отдаваемая мощность, так как мощность практически всегда можно довести до нужного уровня последующим усилением, по­ теря же стабильности частоты невозвратима.

По мере увеличения рабочей частоты и соответственно уменьшения индуктивности и емкости колебательной систе­ мы все большую относительную значимость начинает при­ обретать собственная емкость катушки индуктивности; практически вполне реален случай, когда катушка индук­ тивности работает на собственной частоте. Индуктивность и емкость в данном случае становятся распределенными па­ раметрами, такими же, как и параметры резонансных ли­ ний. Это предопределяет необходимость учитывать в эк­ вивалентной схеме автогенератора собственную емкость катушки индуктивности при работе его на высоких час­ тотах.

Для более концентрированного и направленного изло­ жения материала последующее рассмотрение будем вести, основываясь на изложенных предпосылках, применительно к основным схемам автогенераторов с разными активными элементами схемы.

рис. 3.3, а является антипаразитным, так как при его от­ сутствии легко возникают паразитные колебания; колеба-

Г " Г І Г © Ї

С}

тельный контур, определяющий частоту этих колебаний, будет состоять из индуктивности дросселя Лдр и емкостей

связи С2 , С3 и С4 .

Для большей простоты и наглядности на схемах рис. 3.1—3.3 показаны раздельные источники питания эмнттерных и коллекторных цепей. Не представляет трудности

заменить два источника питания одним с питанием отдель­ ных цепей через потенциометр. Вариант такого питания показан на рис. 3.1, б.

Трехточечные схемы могут быть сведены к одной, обоб­ щенной эквивалентной схеме (рис. 3.4). Эта схема основы­ вается на одногенераторной Т-образной схеме транзистора, которая в наибольшей степени отражает его физические па­

Решение системы уравнений, составленных на основе эквивалентной схемы рис. 3.4 и сделанных на ней обозна­

Отношение напряжения коллектор — база (£Уэб - f UM) к напряжению на всем колебательном контуре (U0) обозна­ чим через р, назвав его коэффициентом связи транзистора с контуром:

но которая не учитывает реактивностей, обусловленных ак­ тивным элементом схемы.

На основании обозначений (3.2)—(3.5) любую емкость,

»(1 - mB)*/ml

После ряда последовательных преобразований находим значение Z3 применительно к схеме на рис. 3.5:

Избавляясь от комплексности в знаменателе, выражение (3.20) представляем в виде

личении отрицательного (для транзистора р-п-р ) напря­ жения на коллекторе из-за расширения области объемного заряда между коллектором и базой и соответственно су­ жения области базы [2]. Зависящее от рабочей частоты на­ веденное сопротивление базы состоит из активной и реак­ тивной составляющих, т. е.

Активная составляющая для диффузионного транзистора равна [1,2]

Г б ~ 2 a 0 [ ( l - a 2 0 ) / a U ^ l 6 ( ^ Ь )

Для дрейфового транзистора значения гб и X j будут на 20—30% меньше, чем определяемые по (3.26) и (3.27) [4].

В соответствии с рис. 3.4, 3.5 сопротивления Ха и Хк представляют собой реактивные сопротивления емкостей эмиттерного и коллекторного переходов, т. е.

Правая часть выражений (3.30) и (3.31) имеет размер­ ность, обратную крутизне характеристики. Поэтому выра­ жения (3.29) и (3.31) можно представить в виде

SA,MA/B

крутизны характеристики, т. е. при малых амплитудах уп­ равляющего напряжения, так и среднее значение крутизны характеристики за период основных колебаний при больших

зывает на величину члена Р формулы (3.32),который с умень­ шением у н сильно возрастает, что при некоторых условиях