LTspice Colpitts onbegrepen resultaat

[Robbert PA3AP]

Ik ben met een 1-transistor QRP CW Trx bezig obv een Colpitts oscillator. Om het ding (beter) te begrijpen heb ik mijn toevlucht tot LTspice gezocht en een Colpitts gesimuleerd. Het ding oscilleert naar behoren, MAAR: LTspice laat een AC emitterstroom (blauwe curve) tussen de +8mA en -40mA zien. Hoe kan die emitter AC stroom negatiever zijn dan de bias stroom van 2.3mA?

[PE9ZZ]

Colpitts 23MHz.zip

(612 Bytes) 4 keer gedownload

Hoe kan die emitter AC stroom negatiever zijn dan de bias stroom van 2.3mA?

Waarschijnlijk door L1. Bedenk dat in een model de emitterstroom best negatief zou kunnen worden.

Frommel de .asc eens in een ZIP file. Spaart meedenkers een boel tikwerk.

Edit: never mind...

Tjerk, 9ZZ

[PE9ZZ]

Ik zou eigenlijk helemaal niet weten waarom een emitterstroom niet negatief kan zijn. Die tor wordt in geleiding gestuurd op de top van de sinus. Dan loopt er stroom de collector uit:

Emitterspoeltje aangepast om te zien wat dat deed. Niks dus.

Ik heb wel wat anders geleerd: de collectorstoom is pulserend en dus rijk aan harmonischen. Geen goeie plek om een signaal af te nemen om aan een antenne te knopen.

Tjerk, 9ZZ

[PA3DJS]

De gemiddelde waarde van de emitterstroom is positief, tenzij de BC overgang doorslaat in sperrichting.

Dat de AC component negatief kan worden, komt door de capaciteit van de BE overgang.
Een deel van die capaciteit is de sperlaag- /ruimteladingscapaciteit zoals in een varicapdiode.
Het andere deel (meestal groter) is de diffusiecapaciteit. De diffusiecapaciteit is afhankelijk van de ft van de transistor en de emitterstroom.

Grove indicatie Cdif = 40*IC/(2*pi*ft).

Een 2N2222A heeft bij 10 mA een ft rond 300 MHz. De difussiecapaciteit bedraagt dan in orde van 200 pF en is sterk niet-lineair. Die capaciteit staat parallel aan de BE overgang.

Als je Ib "meet", is de gemiddelde waarde positief (veel kleiner dan Ie), maar de AC component gaat ver het negatieve gebied in.


Als je erg veel harmonischen hebt, oscilleert de boel wellicht te hard (klasse C bedrijf). Je dan de C over basis-emitter (C1) kunnen vergroten waardoor de terugkoppeling minder wordt. Als het echt hard gaat, kan de gemiddelde BE spanning zelfs negatief worden. Ik heb het met een vermogensoscillator met 2SC1307 wel eens zo bont gemaakt dat de BE diode in sper doorsloeg. Dat is ook niet wat je wilt.


Wat je liever niet hebt is dat de CB diode in geleiding komt. Dat is meestal niet zo goed voor het faseruisgedrag.

[Robbert PA3AP]

Dankjulliewel voor de reakties. Die parasitaire capaciteit verklaart de (te grotej negatieve emitter- en ook basisstroom van zo’n -10mA. De stroom in C1 is daarmee in fase en een ordegrootte groter, zoals je zou mogen verwachten obv hun groottes 1nF en ~200pF.

En idd, het dingetje wordt zwaar overstuurd, waarmee het veel harmonischen genereert. Dat is bekend bij dit soort 1-trs qrp trx-jes. Sommigen hangen er nog een pi-filter aan voor de antenne.

Ik kan weer verder; nogmaals dank heren. Ik ga nu kijken of ik de conversiegain (antenne en audio op emitter) kan simuleren en optimaliseren. Biasstroom?