5.2. 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:
проводится касательная к характеристике,
из точки пересечения этой касательной с осью абсцисс поднимается перпендикуляр,
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:
углами отсечки порядка /2;
более высоким по сравнению c каскадом класса А КПД–
;высоким коэффициентом гармоник
(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.
5.3. Усилитель класса ав.
Рис.5.4. Положение рабочей точки при работе в классе AB
Если угол отсечки больше /2 но меньше , то получается промежуточный между классами А и В класс АВ. Этот режим обычно применяется для устранения нелинейных искажений усиливаемого сигнала, которые возникают из-за нелинейности начальных участков ВАХ.
При работе двухтактных усилителей в режиме АВ происходит перекрывание двух полуволн тока с плеч разной полярности, что приводит к компенсации искажений, полученных за счет нелинейности ВАХ.
5.4. Усилитель класса с.
При работе в классе С на усилитель подается сигнал большого уровня и такое напряжение смещения на АЭ, при котором угол отсечки меньше /2 (рис. 5.1). При этом ток покоя мал, следовательно, возрастает КПД (КПД здесь приближается к 100%). Однако, коэффициент гармоник здесь также очень высок (больше чем у УУ класса B) и спектр выходного сигнала обогащен паразитными гармониками. Поэтому этот режим широко используется только в мощных усилителях радиочастот, которые по выходу нагружаются на избирательные цепи.
Усилительный каскад класса C характеризуется:
углами отсечки меньше /2;
более высоким КПД (~100%) по сравнению c классом B;
высоким коэффициентом гармоник и наличием паразитных гармоник в спектре выходного сигнала.