Выбор режима работы транзистора

Определение оптимального сопротивления нагрузки и входного сопротивления транзистора. Определение напряжения питания и смещения:

Для мощного автогенератора одними из основных параметров считают уровень выходной мощности и КПД. Известно, что в этом случае наиболее подходящим является граничный либо слабо перенапряженный режим работы транзистора с углами отсечки тока стока 60°÷120°. При этом напряжение питания следует выбирать исходя из рекомендаций, приводимых производителем транзистора. Для выбора величины напряжения смещения на затворе EЗ, от которого зависит угол отсечки, следует выполнить моделирование работы транзистора в статическом режиме (на постоянном токе).

Пример:

Рассчитаем выходные вольт-амперные характеристики для транзистора EPA160A100P. Для этого создадим новый проект.

Рис. Схема для моделирования вольт-амперных характеристик.

Импортируем в проект схему с моделью транзистора, созданную ранее. Для этого нажмем ПКМ на пункте Circuit Schematics и выберем команду Import Schematic.

Создадим еще одну схему, вид которой приведен на рисунке.

Схема состоит из следующих элементов:

Элемент для измерения статических вольт-амперных характеристик:

Circuit Elements → MeasDevice → IV → IVCURVE.

Земля: Circuit Elements → Interconnects → GND.(либо кнопка на панели меню).

Модель транзистора подключается с помощью элемента подцепи SUBCKT. Данный элемент можно найти в папке Circuit Elements → Subcircuits. Для более наглядного представления модели транзистора на схеме рекомендуется сменить символ для элемента SUBCKT. Нажмем ЛКМ2 по символу элемента SUBCKT и в закладке Symbol выберем символ с именем FET@system.syf (рис. ).

Рис. Замена символа для модели транзистора.

Далее создадим новый график с помощью нажатия ПКМ на пункте Graphs закладки Project и выбора команды New Graph. На созданный график добавим характеристику ВАХ для тока стока в зависимости от напряжения сток-исток. Это можно сделать, нажав ПКМ по графику и выполнив команду Add Measurement. В открывшемся окне (рис.) выберем Nonlinear → Current → IVCURVE.

Рис. Окно выбора добавляемой на график характеристики

Если нумерация портов в схеме модели транзистора была выполнена корректно (см. выше), то после запуска процесса моделирования с помощью команды Simulate → Analyse, мы должны получить семейство вольт-амперных характеристик (рис. ).

Из рисунка видно, что напряжение отпирания транзистора EЗ0= -1,2 В. При такой величине напряжения смещения угол отсечки тока стока в транзисторе АГ составляет приблизительно 90°.

Далее следует определить входное сопротивление транзистора и оптимальное сопротивление нагрузки, обеспечивающее требуемый уровень выходной мощности и КПД. Для этого используется схема, представленная на рис. Y, где LTUNER2- перестраиваемый трансформатор сопротивлений, который может трансформировать сопротивление нагрузки (порта) в любое требуемое комплексное сопротивление. При этом данный элемент не вносит потерь в мощность проходящего через него сигнала. Он также позволяет подключить в схему источники питания и смещения, обеспечивая их идеальную развязку с СВЧ трактом.

Данную схему следует оптимизировать в соответствии со следующими критериями:

PВЫХ и КПД не менее требуемого уровня;

коэффициент отражения на входе не более -20дБ.

Эти требования должны выполняться на частоте генерации.

Начальное значение мощности входного генератора определяется исходя из коэффициента усиления транзистора, приводимого в справочных данных: PВХ=PВЫХ/KP; (PВХ[дБм] = PВЫХ[дБм] - KP[дБ]).

Напряжение питания транзистора берется из справочных данных (таблица ), а начальное значение напряжения смещения берется равным напряжению отпирания, определенному ранее по вольт-амперным характеристикам транзистора.

Статья в тему

Электромеханический следящий привод робота
Разработать электромеханический следящий привод «плечевой» степени подвижности двухзвенного плоского манипулятора робота, кинематическая схема которого изображена на рис. 1. Рис 1. Расчётная кинематическая схема манипуляционного механизма. Основные технические требова ...