Режимы работы усилительных каскадов.
Поскольку характеристики транзистора существенно нелинейны, то в процессе усиления входного сигнала имеют место искажения, которые называют нелинейными. Величина искажений в большой степени зависит от выбора начальной рабочей точки на линии нагрузки и от амплитуды входного сигнала. В зависимости от этого различают следующие основные режимы работы усилителя:
—Режим класса А
—Режим класса В
—Режим класса С
—Режим класса Д Количественно режим работы усилителя характеризуется углом отсечки
θ - половиной той части периода, в течение которого в выходной цепи транзистора протекает ток нагрузки. Угол отсечки выражают в градусах или радианах.
Режим класса А.
Этот режим характеризуется тем, что начальная рабочая точка, опреде-
ляемая смещением, находится в |
IK |
|
|
|
||||
середине линейного участка вход- |
|
iK |
|
|||||
ной характеристики, а, следова- |
|
|
|
|
||||
тельно, и проходной IK = f (IБ ) . |
IK0 |
|
|
|
||||
Амплитуда |
входного |
сигнала |
|
|
|
|
||
здесь такова, что суммарное зна- |
|
|
|
|
||||
чение (EСМ +UВХ ) |
не |
имеет |
от- |
|
IБсм. |
IБ |
θ |
|
рицательных значений, а поэтому |
|
|||||||
|
|
|
2θ |
|||||
базовый ток, |
а следовательно и |
|
|
|
б) |
|||
коллекторный ток |
нигде не сни- |
а) |
iБ |
|
||||
|
|
|||||||
жаются до нуля (рис.80а). Ток |
в |
|
|
Рис.80 |
|
|||
выходной цепи протекает в тече- |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
ние всего периода, а угол отсечки θ равен 180o . Транзистор работает в активном режиме на близких к линейным участках характеристик, поэтому искажения усиливаемого сигнала здесь минимальны. Однако из-за большого
значения начального коллекторного тока IK 0 к.п.д. такого усилителя низкий,
поэтому такой режим применяют в маломощных каскадах предварительного усиления.
Режим класса В.
Этот режим характеризуется тем, что начальная рабочая точка находится в начале проходной характеристики (рис.81а). Ток нагрузки протекает
77
по коллекторной цепи |
|
iK |
|
транзистора только в те- |
IK |
||
чение одного полупе- |
|
|
|
риода входного сигнала, |
IKm |
|
|
а в течение второго по- |
|
|
|
лупериода |
транзистор |
|
|
закрыт, так как его рабо- |
|
IБ |
π |
2π |
||
чая точка будет находит- |
|
|||||
ся в зоне отсечки. К.п.д. |
|
|
2θ |
θ |
||
|
|
|
||||
усилителя |
в режиме |
|
|
|
|
|
класса В |
значительно |
|
|
|
|
|
выше, чем режиме клас- |
|
|
|
|
||
са А, так как начальный |
а) |
Рис.81 |
|
б) |
||
коллекторный ток |
IK0 |
|
||||
|
|
|
|
|||
здесь значительно мень- |
|
|
|
|
||
ше. Угол отсечкиθ |
равен 90o . Для того, |
чтобы усилить входной сигнал в те- |
||||
чение обоих полупериодов, используют двухтактные схемы усилителей, когда в течение одного полупериода работает один транзистор, а в течение другого полупериода – второй транзистор в этом же режиме. Режим класса В обычно используют в мощных усилителях.
Режим класса С.
В режиме класса С рабочая точка А левее начальной точки проходной характеристики (рис.82а).
Здесь ток коллекторной цепи протекает в течение времени, меньше половины периода входного сигнала, поэтому угол отсечки θ <90o . К.п.д. каскада выше чем в предыдущем случае, так как начальный коллекторный ток отсутствует. Этот режим применяют в мощных резонансных усилителях.
IK |
iK |
IK
А IБ
2θ θ
а) Рис.82 б)
78