ОСОБЕННОСТИ ТРАНЗИСТОРНЫХ АВТОГЕНЕРАТОРОВ

Биполярный транзистор как активный элемент АЭ схемы генератора обладает следующими основными особенностями:

меньшими, чем у полевых транзисторов и ламп, величинами входного и выходного сопротивлений АЭ, зависимостью этих величин от режима работы и частоты;

инерционностью протекающих в транзисторе процессов, связанных с процессами накопления зарядов и конечным временем пролета неосновных носителей через базу.

Первая из этих особенностей приводит к уменьшению избирательности и фиксирующей способности контура, затрудняет условия самовозбуждения. Во избежание существенного уменьшения стабильности частоты и с целью оптимизации режима в таких генераторах используется обычно частичное подключение контура к выходу АЭ.

Вторая особенность имеет большее принципиальное значение, поскольку в транзисторах диапазон частот (низких), в пределах которого можно пользоваться в расчетах статическими

характеристиками, составляет лишь несколько процентов от рабочего диапазона частот транзистора; на более высоких частотах инерционность прибора существенно влияет на все характеристики генератора, нередко заставляя видоизменять используемые принципиальные схемы.

На рис. 4.56 приведена эквивалентная схема транзистора — схема Джаколетто [15].

Рис. 4.56

Здесь объемное сопротивление базы, сопротивление, учитывающее рекомбинацию неосновных носителей в базе, диффузионная емкость, учитывающая накопление неосновных носителей в базе, крутизна коллекторного тока по напряжению на эмиттерном переходе, и компоненты емкости коллекторного перехода. Частотная характеристика крутизны такая же, как и у коэффициента передачи а:

где значение на низких частотах, граничная часто та усиления по току в схеме Коэффициент передачи входной цепи на низких частотах В общем случае согласно рис. 4.56 . Обозначая через граничную частоту, на которой модуль коэффициента передачи уменьшается до получаем

Коэффициент передачи можно записать также в виде Следовательно, из-за шунтирующего действия с ростом частоты уменьшаются коэффициент передачи входной цепи и напряжение возрастает сдвиг фаз

Крутизна транзистора может быть определена как

Записывая получаем

где Расчеты показывают, что

С увеличением частоты уменьшается крутизна транзистора и возрастает сдвиг фаз (запаздывание относительно причем на более низких частотах преимущественное влияние оказывает шунтирующее действие во входной цепи. При крутизна транзистора и сдвиг фаз В таких условиях нельзя вести расчет генератора по статическим характеристикам прибора, это возможно только при Транзистор же работает достаточно эффективно, примерно до

На рис. 4.57а приведены зависимости от частоты а на рис. 4.576 показана (заштрихована) та часть рабочих частот, в которой инерционными свойствами транзистора можно пренебречь. Как видим, в большей части диапазона рабочих частот транзистора при анализе генератора необходимо учитывать инерционные свойства прибора.

Рис. 4.57

В автогенераторах стремятся иметь частоту генерируемых колебаний со близкой к резонансной частоте контура ибо при этом достигается наибольшая стабильность частоты. При из (4.109) получаем и Если же величина значительна, то при в стационарном режиме , т. е.

Для предотвращения этого в транзисторных автогенераторах используют схемы с фазовой компенсацией, в которых в цепь обратной связи вводят такие элементы, чтобы в стационарном режиме а потому и Схема генератора такого типа показана на рис. 4.58а. При введении фазирующей емкости Сф в потенциометре, состоящем из Сф и входного сопротивления транзистора происходит поворот фазы на величину равную

Рис. 4.58

если На рис. 4.586 построена векторная диаграмма такого автогенератора для оптимального случая полной компенсации фазовых сдвигов, когда