3. Двухтактные каскады в режиме в

Если двухтактные каскады в режиме А дают очень малые нелинейные искажения, то в режиме В они обеспечивают хорошие энергетические показатели, т.е. имеют высокий КПД и малую мощность потерь в транзисторах. Схемы двухтактных каскадов в режимах А и В в основном одни и те же (см., например, рис. 8.3). Для перевода каскада в режим В достаточно исключить цепи смещения (строго говоря, уменьшить смещение до величины, обеспечивающей угол отсечки 90°).

В этом режиме ток покоя транзисторов равен нулю (практически очень мал), что уже предопределяет пониженный расход тока питания. Транзисторы здесь работают строго поочередно: каждый пропускает полуволну тока только в свой полупериод колебания •(рис. 4, а). Во вторую половину периода он заперт и тока от источника питания не потребляет. В этот полупериод работает второй транзистор. Напряжения коллектор – эмиттер, как и в режиме А, содержат постоянные и переменные составляющие, причем последние взаимно противофазны.

Рис. 4

Нагрузочная прямая АВ (рис. 4, б) транзистора одного плеча выходит из исходной РТ А, в которой= 0,=. Ее наклон определяется сопротивлением нагрузки по переменному току одного транзистора, которое для схемы рис. 8.4,а(приR1 = 0) равно входному сопротивлению выходного трансформатора между выводами одной половины первичной обмотки (вторая половина в данный полупериод не работает):

(6)

Здесь – коэффициент трансформации одного плеча выходного трансформатора;– его КПД. Для схемы рис. 8.3,б(приR2 =R3 = 0). Максимальная выходная мощность, отдаваемая транзисторами,. Она численно определяется площадью треугольника ABC.

Определим КПД выходной цепи транзисторов каскада при синусоидальной форме колебания. Суммарный для двух плеч ток питания имеет форму однополярных полуволн коллекторных токов синусоидальной формы с амплитудой , следующих в каждый полупериод. Поэтому среднее значение суммарного тока плеч любой из схем можно искать как среднее за полпериода:

, (7)

где – текущая фаза колебания. Здесь определенный интеграл дает площадь под полуволной синусоиды тока (длительность полуволны в единицахравна). Мощность питания, а выходная мощность, отдаваемая транзисторами,. Поэтому КПД в режиме В

, (8)

где — коэффициент использования напряжения питания. Из-за остаточных напряжений транзисторов коэффициент. Поэтому= 0,785. Используя понятие относительной амплитуды, можно записать. Графикприведен на рис. 5,а. При малыхздесь КПД намного выше, чем в режиме А.

Рис. 5

Для построения графиков мощностей (рис. 5, б) выразим их через

(9)

где – максимальная выходная мощность идеальных транзисторов (не имеющих остаточных напряжений). Для них. Мощность потерь на коллекторах (двух в сумме) в режиме В имеет максимумпри= 0,637. На рис. 8.5 участки графиков при |нереализуемы на практике и поэтому нанесены штрихами. В соответствии с (9)

. (10)

По сравнению с однотактным трансформаторным каскадом в двухтактном каскаде в режиме В при той же максимальная мощность потерьв несколько раз меньше. Если принять, т.е.и, то различие составляет в 5 раз, или в пересчете на один транзистор в 10 раз. Более высокий КПД и пониженная относительная величина максимальной мощности потерь в транзисторах являются главными преимуществами режима В.