4.1. Усилитель класса a

При работе в классе A рабочая точка выбирается в середине линейной части сквозной характеристики.

Рис.5.2. Положение рабочей точки при работе в классе A

Класс А характеризуется минимальными искажениями сигнала при низком КПД схемы (не более 50%).

Положение р.т. на сквозной динамической характеристике определяет величину тока покоя транзистора I_К0 . Под током покоя транзистора понимается ток, потребляемый транзистором от источника питания при отсутствии сигнала на входе. КПД обратно пропорционален величине тока покоя (4.1).

	PВых	,	(4.1)
		Pпотр

гдеP_потр I _{К 0} E₀.

Работа усилительного каскада в режиме класса А характеризуется:

• низким КПД (в силу большой величины тока покоя),

• наименьшими нелинейными искажениями (в силу того, что р.т. находится на линейном участке).

Каскады класса А используются в качестве каскадов предварительного

усиления, от которых требуется заданный КУ при заданной величине

искажений сигнала.

43

Однако класс А не в состоянии обеспечить высокий КПД, поскольку во время работы каскад потребляет от источника питания примерно одинаковую мощность при любом входном сигнале. По этой причине класс А в мощных оконечных каскадах, где требуется высокий КПД, практически не применяется.

Поскольку в режиме А отсутствует отсечка коллекторного тока, то этот режим не принято характеризовать углом отсечки, хотя иногда, с некоторой оговоркой, можно считать угол отсечки в этом режиме равным .

4.2. Усилитель класса в

Рис.5.3. Положение рабочей точки при работе в классе B

В режиме B усилитель работает с отсечкой тока (полпериода ток проходит,

полпериода нет). Такой режим принято характеризовать углом отсечки ,

который равен половине длительности импульса в угловом исчислении. В

идеализированных условиях, когда ВАХ аппроксимируется ломанной, при работе в классе B угол отсечки равен /2.

Рабочая точка транзистора при работе в классе B задаётся следующим образом:

1. проводится касательная к характеристике,

2. из точки пересечения этой касательной с осью абсцисс поднимается перпендикуляр,

44

3) р.т. является пересечение полученного перпендикуляра со сквозной характеристикой.

Среднее значение тока для усилителей класса B зависит от амплитуды усиливаемого сигнала. Когда сигнал отсутствует, среднее значение тока очень мало и усилитель почти не потребляет энергию от источника питания, т.е. ток покоя очень мал. Поэтому потребляемая энергия в режиме В оказывается на порядок ниже, чем в режиме А. За счет лучшего использования тока предельное значение КПД для режима В равно 0,785. При этом температурный режим активного элемента улучшается – он меньше нагревается, поскольку снижается рассеиваемая тепловая мощность.

Усилительный каскад класса B характеризуется:

1. углами отсечки порядка /2;

2. более высоким по сравнению c каскадом класса А КПД– 78,5%;

3. высоким коэффициентом гармоник K_Г 43% (в силу работы на значительно нелинейном участке сквозной характеристики).

Поскольку выходной сигнал является однополярным, то для получения отрицательной полуволны усилители класса B строятся по двухтактной схеме.

Усилители класса B применяются в качестве усилителей мощности в оконечных каскадах и в аналоговых усилителях с высокими требованиями к КПД.