Угол отсечки в этом режиме несколько больше за счет сдвинутой из нуля исходной, рабочей точки п с помощью тока покоя Iкп в начало линейного участка передаточной характеристики.

Режим С - это режим, при котором ток i_к протекает в течение промежутка времени, меньшего половины периода входного сигнала, т.е. θ < π/2. Ток покоя отсутствует. Этот режим используется в мощных избирательных усилителях, где нагрузкой является колебательный контур.

Режим D – это ключевой режим работы, при котором транзистор может находиться только в двух состояниях: или полностью заперт (режим отсечки), или полностью открыт (режим насыщения). Достоинство режима D заключается в увеличении КПД. Его недостаток – значительное усложнение схемы усилителя.

Усилитель мощности с трансформаторным включением нагрузки

Схема усилителя мощности с трансформаторной нагрузкой показана на рис.4. В работе усилителя используется режим А. Расчет каскада обычно проводят графо-аналитическим методом с использованием линий нагрузки по постоянному и переменному токам. Исходным при расчете являются выходная мощность P_н и сопротивление R_н.

В выходной цепи каскада сопротивление постоянному току относительно мало. Оно определяется активным сопротивлением первичной обмотки трансформатора, в силу чего линия нагрузки каскада по постоянному току проводится из точки Е почти вертикально.

Для определения угла наклона линии нагрузки каскада по переменному току, проходящей через точку покоя П, необходимо определить коэффициент трансформации . Сопротивление нагрузки каскада по переменному току определяется приведенным к первичной обмотки сопротивлениемR_н: .

Для выбора координат точки покоя U_кэп и I_кп требуется определить I_кm, U_кm. В случае гармонического сигнала выходная мощность каскада связана с параметрами U_кm и I_кm выражением:

,

откуда находим .

+Е

Тр.

ω₁ ω₂ R_н

R₁

С₁

Т

U_вх R₂ R_э

_

I_к

I_{к доп}

P_{к доп}

I_кm П

I_бп

t

I_кп

0 Е U_{к доп} U_кэ

U_кэп

U_кm

t Рис. 4

Выбор напряжения U_кm производят с учетом того, что режим А предусматривает: U_кэп > U_кm + ΔU_кэ, I_кп > I_кm + I_{к max}, где ΔU_кэ – напряжение на коллекторе, соответствующее области нелинейных начальных участков выходных характеристик транзистора; I_{к max} – начальный ток коллектора, соответствующий максимальной температуре. Из этого следует U_кэп ≤ Е. Для определения I_кп можно воспользоваться линией нагрузки по постоянному току или соотношением .

После нахождения точки покоя транзистора через нее проводится линия нагрузки по переменному току под углом, определяемым отношением .

Выбор типа транзистора связывают с производимым расчетом, т.к. тип транзистора накладывает ограничения на ток I_кm, напряжение U_кэm и мощность P_к, рассеиваемую в коллекторном переходе: I_{к. доп.} > I_кп + I_кm, U_{к. доп.} > U_кэп + U_кm ≈ 2Е,

Р_{к. доп.} > Р_к = U_кп ∙ I_кп , где I_{к. доп.}, U_{к. доп.}, Р_{к. доп.} – допустимые параметры для транзистора.

По найденным значениям I_кп определяют ток I_бп, а затем рассчитывают элементы входного делителя R₁ и R₂ .

КПД каскада равен произведению коэффициентов полезного действия коллекторной цепи и трансформатора: η = η_к ∙ η_тр.

Величину η_к находят из отношения выходной мощности каскада к мощности, потребляемой от источников питания:

.

Предельная величина η_к равна 0,5 при I_кm = I_кп и U_кm = U_кэп. Положив η_тр = 1, заключаем, что предельно возможное КПД рассматриваемого каскада составляет 50%. Реальное значение η не превышает 35 ÷ 45%.

Мощность рассеиваемая транзистором в коллекторном переходе Р_к характеризуется разностью мощностей, потребляемой каскадом и отдаваемой в цепь трансформатора:

.

Эта величина стремится к 0,5Р_и при максимальной нагрузке и к Р_и при отсутствии сигнала.