БАРЬЕРНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ВЧ
B.APTEMEHKO (UT5UDJ), г.Киев.
Использование барьерного режима работы транзистора позволяет построить простые схемы генераторов ВЧ. Это, наверное, единственные генераторы, позволяющие варьировать номиналы L и С в широких пределах при малом изменении напряжения ВЧ на LC-контуре. Во всех других широко используемых схемах изменение номиналов L или С ведет к сильному изменению напряжения на LC-контуре и срыву колебаний.
Рассмотрим некоторые особенности барьерного режима работы биполярного транзистора. В таком режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через резистор с небольшим сопротивлением с его коллектором. Подача питания на схему осуществляется через другой резистор, который задает ток, протекающий через этот транзистор. Таким образом, в данном случае отсутствует привычная цепь базового смещения.
В случае барьерного включения транзистор представляет собой своеобразный диод. Так как напряжение эмиттер-база для прямосмещенного р-n перехода составляет 0,6...0,7 В для кремниевых транзисторов и 0,3...0,4 В для германиевых, потенциал коллектора обычно равен этой величине. При напряжении насыщения около 0,1 В максимальная амплитуда напряжения ВЧ, снимаемая со схемы на кремниевых транзисторах, получается около 0,5...0,6 В, и около 0,2...0,3 В - для схемы на германиевых транзисторах.
Ток I, протекающий через транзистор, можно приближенно оценить по формуле
где Un - напряжение питания (В); R - сопротивление токозадаю-щего резистора (Ом).
Однако существует более простая, чем приведенная в [1], схема генератора, которая имеет всего один транзистор (рис.1). В этой схеме ВЧ-напря-жение можно снимать также и с другого конца катушки.
Схема, приведенная на рис.1, имеет существенный недостаток - LC-контур ни одним из своих концов не соединен с "землей", что затрудняет его перестройку по частоте с помощью переменного конденсатора С2.
Рис. 1
В связи с этим предлагается схема с заземленным конденсатором (рис.2). Эту схему автор успешно использовал в качестве задающего генератора простейшего ЧМ-радиомикрофона. Частотная модуляция осуществлялась с помощью варикапной матрицы КВС111.
Рис. 2
Однако для генерирования частоты с повышенной стабильностью желательно заземлить и один из выводов контурной катушки L1. Такая схема приведена на рис.3. Напряжение ВЧ можно снимать также и с L1. Замечу, что изменение напряжения питания Un (если оно не меньше 1 В) при одном и том же значении R1 все же влияет на частоту генерируемых колебаний. Для работы транзистора на более высоких частотах необходимо увеличивать ток, протекающий через транзистор, для чего обычно уменьшают R1 при том же Un.
При использовании транзисторов КТ315А, КТ361А и Un=12 В, a R=2,2 кОм, наблюдалась устойчивая работа приведенных выше схем в диапазоне частот до 110 МГц, т.е. в диапазоне УКВ (FM).
Эти схемы, как и схема из [1], имеют высокоомный выход и нуждаются в хорошем буферном каскаде, иначе неизбежна нестабильность частоты при изменении сопротивления нагрузки. Для улучшения стабильности частоты при изменении нагрузки в схеме на рис.3 можно сделать отвод от 1/8...1/10 части витков L1 (считая от заземленного конца).
Puc.3
Номиналы L1 и С2 зависят от генерируемой частоты. Реактивное сопротивление конденсатора С1 на рабочей частоте должно быть не более 1 Ом. Он должен быть с малыми потерями (слюдяной, керамической и т.п.).
Литература:
1. Титце У, Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982, С.297.
2. Стасенко В. Барьерный режим работы транзистора. - Радиолюбитель, 1996, N1. С.15-17.
Радиолюбитель 6/2001