10. Работа гвв на пт в граничном и недонапряжённом режиме.
Анализ полевых транзисторов аналогичен анализу биполярных транзисторов.
Полевые управляются напряжением А гармонич напряжение сложнее получить, чем гармонич. I.
Параметры
ПТ сильно зависят от длины канала
.
Крутизна хар-ки тока стока S=
,
сопротивление ПТ в открытом сост.
пропорционально
.
Выходная характеристика представлена на рис.1, проходная – на рис. 2
ПТ с коротким каналом выгодно отличаются от ПТ с длинным каналом большей крутизной линии граничного режима Sгр, меньшим сопротивлением открытого транзистора и большим постоянством крутизны S в активной области.
fгр
для ПТ
где
vs
– скорость движения электронов в канале
n-типа(=10
см/с),
lk
– длина канала. Значения fгр
для ПТ лежит в пределах 200МГц..16ГГц.
ПТ обладают высокой термосабильностью так как с ростом температуры ПТ увеличивается сопротивление канала, снижается крутизна хар-ки тока стока S, происходит саморегулирование.
Эквивалентаная схема мощного ПТ на РЧ
Сзn и Cзи вместе образуют емкость затвор-исток;
Ri – внутреннее сопр. тр-ра. Активные св-ва ПТ представленный генератором тока.
ПТ
может включаться по схеме с ОИ(усиление
по напр-ю
)
или ОЗ(усилитель мощности но на выс.
частотах). При анализе работы и расчете
режимов ГВВ на ПТ выходные и проходные
хар-ки можно идеализировать.
Принципиальная схема генератора на ПТ
Н
а
затвор через разделит. конд. С1 подается
напр-е возбуждения u_з=
Uзcos(wt)
которое суммируется с напр-ем е_зи. Для
питания цепи стока через Lc
подводится напр-е Еси. Переменная
составляющая поступает через конденсатор
Сс на резонансный контур, настроенный
на w,
где выделяется напряжение Uк=Ic1*Rэ=Uc.
Семейство
идеализированных выходных характеристик
описывается след. пар-ми: крутизна
характеристики тока стока S=
;
крутизной лини граничного режима
;
напряжением отсечки тока стока
.
Если подать на затвор напр-я е_зи и е_си, то ток стока ic=S(e_зи – Е`зи)
Уравнение амплитуды импульса тока в граничном режиме:
Icm=Sгр*e_си. Для Rэкв = 0 динамическая хар-ка имеет вид А1-С1, при Rэкв = Rэкв.гр хар-ка ACD. При выбранной аппроксимации статич. хар-к ПТ ампл. имп-сов тока стока Icm в недонапряженном режиме не зависит от Rэкв и Еси, а образующая импульсов тока стока имеет косинусоид. хар-р.
Коэф. исп-я стокового напряжения в граничном режиме
Для
недонапряженного режима следует принять
Выходная
мощность на нагрузке Rэкв
P=
коэфф.
усиления по мощности Кр=P1/Pвх=
Необходимость радиатора определяется также как и в БТ
11. Устойчивость работы гвв на транзисторах.
Понятие устойчивости применяется для характеристики какого-либо возможного, но не всегда определённого состояния/процесса. Например, статического равновесия, процесса вынужденных колебаний, автоколебаний.
Режим устойчивый, если мгновенное состояние системы, отличное в начальный момент времени от этого режима, с течением времени приближается нему.
Неустойчивый – если мгновенное состояние системы удаляется с течением времени.
- Если параметры генератора постоянны и внешних воздействий нет, то система автономная. В ней может существовать устойчивое и неустойчивое состояния статического равновесия, автоколебательные режимы, переходные процессы и т.д.
Практически: почти единственная причина неустойчивости в таких системах – преднамеренно организованная или паразитная ОС.
Если в системе несколько устойчивых режимов, то какой из них будет установлен зависит от начальных условий включения системы.
Наиболее частое проявление неустойчивости – паразитные автоколебания.
В рабочем режиме на генератор воздействует внешнее возбуждение, и генератор становится неавтономной системой, его параметры зависят от внешних возбудителя. Например, это когерентные и некогерентные колебания с основным сигналом внешнего возбуждения, режимы деления частоты, искажение закона модуляции и т.д.
- неавтономная система без С ожжет быть неустойчива из-за изменения энергоёмких параметров. Наиболее предсказуемыми являются параметрические явлении, износ деталей и ОС. Влияние ОС определяется комплексной передаточной функцией. Для линейного усилителя с одной петлё ОС: W=K/(1-KB)=K/(1-T)(все параметры комплексные и являются функциями от частоты).
К – направленная от входа к выходу комплексная передаточная функция ветви прямой передачи.
В – направленная от выхода к входу комплексная передаточная функция ветви ОС.
КВ=Т - полная передаточная функция разомкнутой петли ОС (петлевое усиление)
(1-КВ)=(1-Т) – возвратная разность.
При Т=1 система теряет устойчивость. Эта характеристика всегда сложная, и всегда имеется частота /Т/<=1, а на АЧХ есть пик, на котором могут возникнуть паразитные колебания.
Параметрические явления оцениваются параметрической чувствительностью передаточной функции:
Swk=(dW/dK)·(K/W)=1/(1-T). при Т→1: S→∞, т.е. система всё более чувствительна к изменению параметров.
Ограничения на неопределённость по фазе ОС, приводящие к неопределённости /Т/ лежит в диапазоне: 0,05≤/Т/≤0,2.
Входная и выходная проводимость зависят друг от друга:
Yвх=Y11-(Y12Y21/Y22+Yнагр); Yвых=Y22-(Y12Y21/Y11+Yист)
Критерии устойчивости:
