ства соответствуют малым значениям при больших R частотные свойства ухудшаются.

Заметим, что при последовательном включении трансформатора Tpg выходное сопротивление (особенно в каскаде ОБ) велико и для больших (например, при наличии согласования) индуктивность нередко оказывается неприемлемо большой. Например, при R = R = 50 кОм и f = 50 Гц получается ~ 100 Г. Тогда можно зашунтировать первичную обмотку сопротивлением Rk- Значение этого сопротивления находится из выражения

в котором задаются приемлемым значением L. Шунт i?, конечно, на средних частотах снижает усиление каскада.

Искажения вершины импульса. Трансформаторные усилители сравнительно редко используются для усиления длинных импульсов. В тех случаях, когда это все же приходится делать, можно руководствоваться следующими соображениями.

Заменив в выражении (11-11) оператор /со оператором s, получим изображение переходной характеристики для одной из трансформаторных связей:

A{s)Aoj. (11-14)

1 -- STh

Сама переходная характеристика будет обычной спадающей экспонентной. С учетом обеих трансформаторных связей изображение имеет вид (s) А (s), а с учетом влияния емкостей оно еще более усложняется. Однако, как и в случае усилителей с емкостной связью, знание переходной характеристики в течение большого интервала времени редко необходимо. Главный интерес представляет спад вершины при условии ty, < ta, где - длительность импульса, п - время спада вершины [см. (7-32)]. При таком условии относительный спад вершины выражается формулой (7-31).

Следует заметить, что постоянные времени Xyj, входящие в (7-32а), вычисляются отдельно для каждой из реактивностей (С или L), имеющихся на эквивалентной схеме, причем остальные реактивности полагаются при этом равными бесконечности. Например, постоянная времени емкости на рис. 11-1, а оказывается равной Ci (Rr + Rx II Ri II a). a постоянная времени емкости определяется формулой (7-ЗОа), если положить Rr - Rr J II Ra-

При оценке результирующей граничной частоты каскада можно пользоваться формулой (7-ЗЗа), где частичные граничные частоты соответствуют как индуктивностям обмоток [см. (11-12), (11-13)1, так и блокирующим емкостям.

11-5. МАКСИМАЛЬНАЯ ЧАСТОТА ГЕНЕРАЦИИ ТРАНЗИСТОРА

Максимальная частота генерации не является параметром, специфичным только для генераторов . Она характеризует предельные частотные и усилительные возможности транзисторов независимо от схемы использования их. Поэтому этот важнейший параметр рассматривается в настоящем параграфе, исходя из теории трансформаторных усилителей.

Генераторы синусоидального напряжения в данной книге не рассматриваются; им посвящена обширная литература (см., например, [67, 69, 133]).

Очевидно, что самовозбуждение схемы (при наличии обратной связи) B03M0JJ<H0 только тогда, когда коэффициент передачи мощности в каскаде превышает единицу. Поскольку коэффициент ТСр является, вообще говоря, функцией часгогы, максимальную частоту генерации (или, что то же самое, максимальную частоту усиления мощности) можно найти из условия Кр (ю) = 1. При этом подразумевается, что в каскаде выполнены условия согласования, так как в противном- случае передача мощности не будет оптимальной и соответственно максимальная частота не будет предельно возмож-

Положим в основу анализа выражение (П-Ю), но учтем при зависимость параметров. Вместо используем

этом частотную величину

(поскольку рассматривается область весьма высоких частот), а для коэффициента передачи р примем:

Кроме того, положим I Р I Тбо I- Это вполне оправдано не только тем, что Р существенно уменьшается с ростом частоты, но и тем, что сопротивление (а следовательно, и коэффициент уо), как увидим ниже, выгодно делать как можно меньше, чтобы повысить максимальную частоту генерации.

Подставляя в выражение (11-10) значения 121, р и

У 1+1 р i Убо== 1. получаем в области высоких частот:

коэффициент передачи мощности

р 4шСк(<-з+Гб)

(11-15)

Теперь, полагая /Ср = 1, легко найти максимальную частоту генерации:

/ген-]/8зх(;э +

+ /-б)Ск

Как видим, величина /ген растет с уменьшением сопротивления Гд, о чем говорилось выше. При условии Гд г, т. е. при достаточно большом эмиттерном токе, частота /ген достигает предельного значения:

(11-16)

На высоких частотах, когда реактивные составляющие иипедансов сравнимы с активными, согласование подразумевает не только вьшолнение условия (Ч-2), но и компенсацию реактивных составляющих, т. е. обеспечение резонанеов во входной и выходной цепях.

Из выражения (11-16) ясно, что максимальная частота генерации является более универсальным параметром, чем отдельные постоянные времени и = rgQ- Поэтому величина /ген. макс часто приводится в справочниках, тем более что в случае высокочастотных транзисторов она измеряется проще, чем fa- Частота

/ген.макс МОЖСТ бЫТЬ боЛЬШС ИЛИ МСНЬШС, ЧСМ / , В заВИСИМОСТИ ОТ

соотношения величин (о и l/Xg. Обычно у низкочастотных бездрейфовых транзисторов fген.макс > fa, У высокочастотных дрейфовых

транзисторов [ н..,зкс <fa.i

Глава двенадцатая

МОЩНЫЕ ВЫХОДНЫЕ КАСКАДЫ

12-1. ВВЕДЕНИЕ

Усиление мощности есть необходимое свойство всякого усилителя. Поэтому название усилитель мощности в применении к выходным каскадам не отражает их специфики. Под мощным каскадом мы будем понимать такой усилитель, для которого задаются величина нагрузки R и мощность в этой нагрузке Р .

Коэффициент усиления мощности Кр обычно не задается, хотя его желательно иметь большим. Рассчитав выходной каскад по заданным значениям Р и затем находят значение Кр, чтобы оценить мощность, которую должен давать предыдущий каскад.

Поскольку значительная выходная мощность связана с затратой большой мощности источником питания, важное значение приобретает такой параметр выходного каскада, как к. п. д.

Большая мощность означает работу с большими токами и напряжениями. Поэтому в мощных каскадах переменные составляющие токов и напряжений сравнимы с постоянными составляющими. При этом проявляется зависимость основных параметров транзисторов а или р от режима, а также нелинейность входных характеристик /9 (t/g) или /б (t/б)- Отсюда вытекает необходимость оценки нелинейных искажений усилителя. В случае синусоидального сигнала (который всегда принимается при анализе мощных каскадов) такая оценка дается с помощью коэффициента нелинейных искажений - клирфактора [62, стр. 37]:

н. и г

где / ,1 - амплитуда 1-й (основной) гармоники, а / г - амплитуды высших гармоник, обусловливающих нелинейные искажения.

Амплитуды гармоник можно найти графоаналитическими методами с использованием проходной характеристики / к (/вх) (см. [134], § 4-2). Так, если выходной ток (при синусоидальном вход-