Нагрузочные характеристики генератора с внешним возбуждением

Рассмотрим зависимости токов транзистора, напряжений на нем и энергетических показателей от сопротивления нагрузки [1-2] при неизменных значениях напряжений возбуждения , смещения , коллекторного питания , т.е. нагрузочные характеристики. Они используются при настройке ГВВ и оценке влияния на его режим изменений параметров фидера и антенны. Примем пока, что сопротивление нагрузки вещественное: .

При изменении меняется амплитуда напряжения на коллекторе: . Как было показано в предыдущих разделах, амплитуда , в свою очередь, зависит от . Каждой точке этой зависимости соответствует свое значение . Принимая за аргумент, строим зависимости и, т. е. нагрузочные характеристики для тока и напряжения (рис.1.7,а). С ростом сопротивления нагрузки сначала медленно убывает, а транзистор работает в недонапряженном режиме. При наступает критический режим. При дальнейшем увеличении напряжение превышает и медленно растет, транзистор переходит в перенапряженный режим, в импульсе коллекторного тока появляется провал и падает.

Рисунок 1.7 – Зависимость параметров ГВВ от сопротивления нагрузки

Как видно из рис.1.7, ток меняется пропорционально первой гармонике поскольку коэффициент формы в недонапряженном режиме постоянен, а в перенапряженном режиме медленно уменьшается. Входной базовый ток в перенапряженном режиме растет с увеличением нагрузки .

На рис.1.7,б представлены зависимости мощностей , , от сопротивления нагрузки . Здесь - потребляемая мощность, - полезная мощность, - мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора.

Поскольку , зависимость повторяет по форме . Полезная мощность , как видно из рис.1.7, возрастает примерно пропорционально в области, где , имеет максимум вблизи точки и убывает с ростом в перенапряженном режиме.

Поведение как функции от определяется формулой . При вся мощность, потребляемая от источника, рассеивается на выходном электроде активного элемента. С ростом она убывает быстро при и медленно при . При расстроенной нагрузке, когда , активный элемент может оказаться в тяжелом тепловом режиме. Поэтому каскад настраивают при пониженных значениях и .

Коэффициент использования напряжения коллекторного питания повторяет зависимость , так как и . Коэффициент формы в недонапряженном режиме можно считать постоянным, так как угол отсечки меняется мало. В перенапряженном режиме убывает с ростом из-за появления провала в импульсе тока, но значительно медленнее, чем поскольку тоже уменьшается. Поэтому коэффициент полезного действия имеет весьма тупой максимум, лежащий в области перенапряженного режима.

Анализ нагрузочных характеристик позволяет сделать заключение о том, что критический режим является оптимальным для активного элемента по полезной мощности , коэффициенту полезного действия и коэффициенту усиления по мощности.