5.2.2. Простий однокаскадний підсилювач змінного струму
Розрізняють три основні режими роботи підсилювального каскаду – режими класів А, В и С. На рис. 5.3. зображена схема однокаскадного підсилювача змінного струму. Резистивний дільник напруги R1,R2 формує на вході транзистора постійну напругу Uзм, яка утворює робочий режим транзистора. Конденсатори С1, С2 відокремлюють постійну складову напругу сигналу від змінної. Така схема легко може бути використана для створення багато каскадного підсилювача. Наявність розділювальних конденсаторів призводить до залежності комплексного опору підсилювача від частоти вхідного сигналу. Внаслідок цього, передавальна характеристика такого підсилювача, буде залежати від частоти, що може викликати помітне спотворення форми вихідного сигналу.
Рис. 5.4. Схема підсилювача змінного струму
У режимі класу А початкове положення робочої точки вибирають посередині ділянки динамічної характеристики, де зміні базового (вхідного) струму відповідають пропорційні зміни колекторного (вихідного) струму, а її переміщення, викликане впливом подвійної амплітуди вхідного сигналу 2Uбт (2Ібт), обмежується цією ділянкою. На рис. 5.5. ця ділянка відзначена лінією CD на вихідній характеристиці, і С1D1 – на вхідний (рис. 5.6).
Рис. 5.5. Вихідна характеристика транзисторного каскаду
Рис. 5.6. Вхідна характеристика транзисторного каскаду
Напруга зсуву в колі бази U0б, що подається від резис-тивного дільника напруги R1,R2 за абсолютним значенням завжди більша амплітуди вхідного сигналу U6т, а струм спокою колекторного кола Іск перевищує амплітуду змінної складової колекторного струму Ікт. Тому вихідний колекторний струм проходить протягом усього періоду підсилюваного сигналу, що є характерною рисою режиму класу А. ККД підсилювачів у режимі класу А, які зазвичай викрис-товуються як попередні підсилювачі або малопотужні вихідні каскади, не перевищує 20–30%. У режимі класу В початкове положення робочої точки на динамічній характеристиці вибирають при струмі колектора, близькому Ік0 (рис. 5.7).
Рис. 5.6. Вихідна та вхідна характеристики транзисторного каскаду в режимі класу В
Тому при наявності змінного вхідного сигналу змінна
складова колекторного струму з амплітудою Ікт проходить лише протягом половини періоду сигналу, а в іншу половину періоду
транзистор замкнений.
Транзистор працює з відсіканням струму. При цьому кут
відсікання струму θ під яким розуміють половину часу за період проходження струму через транзистор, приблизно дорівнює π/2.
Важливою особливістю режиму класу В є високий ККД підсилювача, що досягає 60–70%, оскільки постійна складова колекторного струму, що надходить від джерела живлення при відсутності підсилюваного сигналу, майже дорівнює нулю. Тому такий режим доцільно використовувати в каскадах підсилення великої потужності, що працюють при більших рівнях підсилюваних сигналів. Проте рівень нелінійних спотворень у підсилювачі високий.
В деяких випадках застосовується проміжний (між класами А и В) режим АВ, що характеризується кутом відсікання в (120–1300) і меншими нелінійними спотвореннями, проте є більш економічним, ніж режим класу А.