Proiectarea unui oscilator folosind tranzistorul cu efect de câmp BFW 10 în montaj sursă comună

Enunţ:

Să se proiecteze un oscilator folosind tranzistorul cu efect de câmp BFW10 în montaj sursă comună, pornind de la următoarele date iniţiale: fosc = 65MHz; Qk = 200; Ea = 15V; Ud = -2V; IM = 8mA; Uieş = 1V. Se vor studia toate variantele de implementare posibile.

Algoritm de proiectare:

1. Stabilirea punctului static de funcţionare. Tanzistorul funcţionând în montaj grilă comună, prezenţa rezistenţei de sursă R este obligatorie, îndeosebi în cazul oscilatorului Colpitts. Dacă se doreşte un regim clasă A (θ0 = 1800) polarizarea se poate realiza automat prin intermediul rezistenţei de sursă R. De cele mai multe ori însă se doreşte un regim clasă C de funcţionare (θ0 = 600), obţinut prin polarizare automată cu ajutorul unui grup RgCg paralel, în circuitul de grilă. Acest regim permite o bună stabilizare a amplitudinii oscilaţiilor, precum şi creşterea valorii rezistenţei din sursă, care şuntează în mod suplimentar circuitul oscilant. În aceste condiţii rezultă:

- Tensiunea alternativă la intrare:

- Tensiunea de polarizare:

- Componenta continuă a curentului de drenă, după stabilizarea regimului:

- Componenta fundamentală a curentului de drenă, după stabilizarea regimului:

- Căderea de tensiune în curent continuu pe rezistenţa de sursă:

- Rezistenţa de sursă:

- Tensiunea drenă sursă:

Pentru a evita modulaţia parazită a oscilaţiilor, constata de timp a circuitului Rg, Cg trebuie să satisfacă condiţiile:

2. Calculul performanţelor şi a elementelor de circuit:

- Amplitudinea oscilaţiilor între drenă şi sursă:

- Amplificarea în tensiune:

- Coeficientul de priză: Ω

- Conductanţa de sarcină optimă: Considerăm GS = 300 uS;

- Conductanţa echivalentă:

- Conductanţa echivalentă a circuitului oscilant în gol:

- Valoarea reactantei: Ω

- Valoarea rezistentei de pierderi a bobinei:

- Valoarea reactantei : Ω

- Valoarea reactantei X2 de acelasi tip cu X1, : Ω

3.Variante de implementare

a) Oscilatorul Colpitts

Fiind vorba de un oscilator Colpitts reactanta X3 va avea caracter inductiv , astfel incat putem determina:

- Valoarea lui L3 pentru ca frecventa de oscilatie sa fie de 65MHz

- Factorul de calitate echivalent

Reactantele X1 si X2 vor avea caracter capacitiv

De unde pentru frecventa de oscilatie de 65 MHz

b) Oscilatorul Hartley

In varianta oscilatorului Hartley , alimentarea drenei se poate asigura prin intermediul inductantei L2. La frecventa de 65 MHz rezulta:

X3- caracter capacitiv

X1,X2- caracter inductiv

X1=ω*L1=14 Ω