44.Способы задания рабочей точки транзистора в усилительных каскадах.

Соответствующая режиму покоя точка на ВАХ транзистора называется рабочей точкой.

Существует 2 способа задания режима по постоянному току:

– фиксированным током базы;

– фиксированным напряжением база-эмиттер.

C фиксированным током базы

Схема с фиксированным напряжением база-эмиттер

45.Способы стабилизации рабочей точки транзистора в усилительных каскадах.

46.Режимы работы усилительных каскадов.

В зависимости от значений протекающего постоянного тока и падения напряжения на переходах транзисторе, а также амплитуды входного сигнала существуют следующие основные режимы работы усилительного каскада:

– режим класса А; режим класса В; режим класса АВ;режим класса С; режим класса D;

В режиме класса А положение рабочей точки на выходной ВАХ выбирается таким образом, чтобы она не заходила в нелинейную (начальную) область коллекторных характеристик и в область отсечки коллекторного тока.

На входной ВАХ рабочая точка выбирается так, чтобы входной сигнал полностью помещался на линейном участке, а значение тока покоя располагалось на середине этого линейного участка.

Амплитуды переменных составляющих входного и выходного токов не могут превышать токи покоя.

Поскольку такой режим обусловлен работой транзистора на практически линейных участках своих ВАХ, это обуславливает минимальные нелинейные искажения сигнала - .

В тоже время, поскольку при работе транзистора через его переходы протекают большие постоянные составляющие токов, такой режим характеризуется малым КПД (меньше 40 %).

Режим класса А применяется в тех случаях, когда необходимы минимальные нелинейные искажения, а полезная мощность и КПД не являются решающими.

Э то каскады предварительного усиления и маломощные выходные каскады.

В режиме класса В положение рабочей точки на ВАХ выбирается таким образом, чтобы ток покоя был равен нулю.

Транзистор в этом случае открыт лишь в течение половины периода входного сигнала и выходной ток имеет форму импульса с углом отсечки  = 90°.

Углом отсечки называют половину времени периода входного сигнала, в течение которой транзистор открыт и через него протекает ток.

Из-за нелинейности начальных участков характеристик транзисторов форма выходного тока (особенно при малых его значениях) существенно отличается от формы входного тока, в связи с этим такой режим характеризуется большими нелинейными искажениями сигнала - .

Небольшая мощность, потребляемая каскадом, позволяет получить высокое КПД усилителя в пределах 60…70 %.

Режим класса В используется преимущественно в мощных двухтактных каскадах усиления, в чистом виде его используют сравнительно редко.

Чаще в качестве рабочего режима используют промежуточный режим АВ.

В режиме класса АВ положение рабочей точки на ВАХ выбирается таким образом, чтобы ток покоя был равным 5…15 % от максимального тока.

При отсутствии входного сигнала (в режиме покоя) транзистор немного приоткрыт, выходной ток протекает в течение времени большего половины длительности входного сигнала и имеет форму импульса с углом отсечки  > 90° (порядка 120…130°).

Такой режим используется для уменьшения нелинейных искажений усиливаемого сигнала, которые возникают из-за нелинейных начальных участков ВАХ транзисторов.

При работе двухтактных каскадов в режиме АВ происходит перекрытие положительной и отрицательной полуволн тока плеч двухтактного каскада, что приводит к компенсации искажений, полученных за счет нелинейности начальных участков ВАХ транзистора .

К ПД каскадов, работающих в таком режиме, выше, чем каскадов в классе А( ), но меньше чем в классе В за счет наличия малого тока покоя.

В режиме класса С положение рабочей точки на ВАХ выбирается таким образом, чтобы ток через транзистор протекал в течение времени меньшего половины длительности входного сигнала.

Выходной ток при этом имеет форму импульса с углом отсечки  < 90°, а ток покоя равен нулю.

В связи с большими нелинейными искажениями такой режим не используется в усилителях звукового диапазона частот, а используется в мощных двухтактных каскадах усилителей мощности радиочастот, нагруженных на резонансный контур и обеспечивающих в нагрузке ток первой гармоники.

В режиме класса D транзистор находится только в двух состояниях: закрытое и открытое.

В закрытом состоянии через транзистор протекает небольшой обратный ток, его электрическое сопротивление велико, падение напряжения на нем примерно равно напряжению источника питания.

В открытом состоянии через транзистор протекает большой ток, его электрическое сопротивление очень мало, падение напряжения на нем также мало. В связи с этим потери в транзисторе в таком режиме ничтожно малы и КПД каскада приближается к 100 %.