8.4. Класс усиления в

В классе усиления В рабочая точка выбирается из условия , то есть напряжение на коллекторе практически равно напряжению источника питания. Усиление происходит с отсечкой тока, угол отсечки составляет= 90⁰. Что такое угол отсечки и как определяется его величина, объяснялось в лекции 4. Форма выходного сигнала представляет собой половину периода синусоиды входного сигнала. При переводе усилителя ОЭ по схеме на рис. 8.2 из класса А в класс В схема не изменяется. Изменяется только величина резистора смещенияR_см. Проведём анализ работы усилителя (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Графический анализ работы усилителя в классе усиления В

Выберем рабочую точку О_В, в которойВ,I_К00 мА. Перенесём рабочую точку на входную характеристику. Току коллектораI_К0соответствует ток базыI_Б0< 0,05 мА, практически рабочая точка на входной характеристике располагается на уровне порогового напряжения перехода база-эмиттер. Чтобы получить выбранную рабочую точку, надо установить в схему усилителя резистор смещениякОм.

Построим теперь график синусоидального напряжения в нагрузке. На выходных характеристиках выделим область насыщения, в которой графики характеристик искривляются. Моменту начала искривления характеристик соответствует напряжение на коллекторе U_КЭ1 В. Следовательно, максимальная амплитуда неискажённого сигнала на выходе может бытьU_m.вых=121 = 11 В. Отложим от оси, проведённой через точкуU_КЭ0= 12 В, амплитудыU_m.вых= 11 В влево. Получим точкуU_КЭ= 1 В как наименьшее мгновенное значение напряжения на коллекторе в режиме усиления сигнала переменного тока. Перенесём на входную характеристику точку, соответствующую току базыI_Б= 0,8 мА (граница области насыщения). Проведём через эту точку первую вертикальную линию. Вторую вертикальную линию проведём симметрично первой относительно линии, проходящей через рабочую точку на входной характеристике. Между первой и второй вертикальными линиями разместится график синусоидального напряжения входного сигнала.

В результате проведённых построений получим U_m.вх= 0,21 В, а амплитуды токов на входеI_m.вх= 0,68 мА и на выходеI_m.вх= 38 мА.

Рассчитаем коэффициенты передачи усилителя:

по напряжению; по току;

по мощности К_Р=К_UК_I= 52,456 = 2934.

Рассчитаем коэффициент полезного действия усилителя.

Определим действующие значения напряжений и токов:

В;мА.

Мощность переменного тока в нагрузке

мВт.

Мощность, потребляемая от источника питания, будет в два раза больше. Во время импульса тока в нагрузке половина мощности рассеивается на транзисторе, поэтому мВт.

Коэффициент полезного действия или 50%, что существенно выше, чем в классе А. Однако выходной сигнал сильно искажается. Для получения полной синусоиды выходного сигнала в нагрузке применяют двухтактную схему усилителя, которая может быть трансформаторной или бестрансформаторной. Трансформаторная схема двухтактного усилителя класса В представлена на рис. 8.5.

Вторичные обмотки трансформатора Т1 включены противофазно, поэтому положительную полуволну синусоиды усиливает транзистор VT1, а отрицательную –VT2.

Рис. 8.5. Трансформаторная схема двухтактного усилителя класса В

В трансформаторе Т2 первичные обмотки трансформатора включены противофазно, поэтому в нём складываются полуволны синусоид, и в нагрузку поступает усиленный синусоидальный сигнал.