7. Гвв. Режимы работы гвв.

-это каскад, содержащий в себе акт.эл-ты, нагрузку, ИП и цепь возб-я, по которым РЧ-сигнал подаётся от ист-ка возб-я к акт.эл-ту.

Функции: 1) усиление, 2) умножение частоты в целое число раз, 3) изменение амплитуды сигнала по определённому закону (АМ модуляция).

Активным элементом может быть: все известные (старые лампы, транзисторы, диоды….). чаще – транзисторы. До 10 кВт – только транзисторы, на СВЧ – ещё диоды.

В зависимости от приложенного к электродам АЭ напряжения (возбуждения и смещения) меняются хар-ки тока, протекающего через АЭ.

Классификация хар-к тока по классам A,B.C.D.E:

А – ток течёт в течение всего периода (непрерывно)

В – в течение половины периода ВЧ-колебаний

С – меньше половины

D – ток – импульсная последовательность

Е – ток – треугольные импульсы, в течение полпериода ВЧ-колебаний.

Энергетически эффективны классы D и Е.

АЭ обычно работают в режиме большого сигнала очень часто с отсечкой тока на части периода ВЧ-колебаний.

Эксплуатационные характеристики АЭ:

1 способ – тблица параметров для одного какого-либо режима и предельнодопустимые параметры.

2 способ – статич.хар-ки на прибор: входная, проходная, выходная. Они содержат исчерпывающую информацию для выбора режима и расчёта параметров. Но справедливы для диапазона частот, в которых характеристики не зависят от частоты:

Для БТ – десятки-сотни кГц; для ПТ – 60-80 МГц; для ПТ Шоттки – 12-16 ГГц.

Для изучения условий работы ГВВ и рабочего состояния генератора введено понятие режима работы: электрического и теплового.

Электрический: охватывает всю совокупность эл.параметров генератора, определяющих его состояние, свойства и хар-ки. Одна из них – напряжённость работы (режима). Оценивается степенью искажения врхнего частотного импульса вых.тока АЭ. Численная мера – коэф.использвания коллекторного/стокового напряжения (для лампового- анодного).

; ; u – амплитуда, Е – напряжение питания.

По степени различия признаков – 4 группы напряжённости: недонапряжённый, граничный (критически), слабоперенапряжённый, сильноперенапряжённый.

Характер напряжённости определяется соотношеним между остаточными (минимальными) напряжениями коллектор-эмиттер и напряжением насыщения:

если , то недонапряжённый режим, , то граничный, , то перенапряжённый.

Н а характеристиках это вот так:

пусть угол отсечки =90˚, то раб.точка находится на оси . наклон зависит в 1ю очередь от сопротивления нагрузки:

1 – ННР – форма импульса повторяет импульс синусоиды.

2- ГР – форма повторяет косинусоиду, но вершина спрямлённая.

3 – ПНР - - в импульсе тока появляется провал, по глубине которого режимы делятся на слабо- и сильноПН.

ПНР стараются избегать, несмотря на высокий КПД с точки зрения генератора. Обычно используется ГР, для малошумящих каскадов – ННР.

Тепловой: КПД каскада всегда < 1, поэтому часть потребляемой от ИП энергии расходуется на тепло (рассеивается на коллекторном переходе (стоке)) -> транзистр нагревается.

Одна из хар-к транзисторов – тепловое сопротивление [˚C/Вт] – они хар-ют степень отхода тепла от коллектора, от кристалла.

Это приводит к ограничениям на допустимую мощность рассеивания: , - сопр-е переход-среда.

Чаще всго для отвода тепла от транзистора используют радиатор (за исключ-ем маломощных устройствтипа сотовых). В критич.случаях – принудительное водяное охлаждение.

Полный расчёт теплового режима очень сложен – на практике часто испльзуют приближённые формлы, монограммные графики.

С точки зрения режима предпочтительнее использование ПТ, т.к. они обладают эффектом саморегуляции: с увеличением температуры увличивается сопротивление канала, что приводит к уменьшению тока, протекающего через транзистор, и уменьшается мощность рассеивания.