10.4.2 Выходной каскад в режиме класса ав

Схемы по рис. 10.3 обеспечивают лишь усиление по току. Амплитуда входного напряжения должна быть несколько больше требуемой амплитуды U_вых, т.к. коэффициент усиления по напряжению эмиттерного повторителя меньше единицы. Для уменьшения нелинейных искажений транзисторы выходного каскада переводят в режим АВ и обычно запитывают от каскада предварительного усиления, выполненного на транзисторе VT1 по схеме с ОЭ (рис. 10.4). Необходимое для режима АВ начальное смещение выходных транзисторов VT2 и VT3 создается за счет падения напряжения на диодах VD1 и VD2. Каскад на VT1обеспечивает усиление по напряжению, а выходной каскад на транзисторах VT2, VT3 – усиление по току. С ростом температуры уменьшается падение напряжения на диодах, что способствует температурной стабильности начального режима работы транзисторов VT2, VT3. Падение напряжения на диодах должно быть равно 2U_ЭБ20. Если оно меньше, между диодами VD1 и VD2 можно включить подстроечный резистор.

Ток покоя выходных транзисторов выбирают порядка пяти процентов от максимального тока нагрузки

При этом среднее значение тока выходных транзисторов в номинальном режиме

Мощность, потребляемая выходным каскадом,

КПД выходного каскада .

Величину емкости разделительного конденсатора связи с нагрузкой C2 по допустимому коэффициенту частотных искажений М_С2 на нижней граничной частоте f_н можно оценить следующим образом:

где – выходное сопротивление эмиттерного повторителя.

Резистор R_Э обеспечивает температурную стабилизацию режима работы транзистора VT1. Падением напряжения на R_Э задаются небольшим, чтобы сохранить высокий КПД каскада. За счет резистора R_Э вводится последовательная ООС по постоянному току. Если блокировочный конденсатор С_Э не поставить, то она будет действовать и на переменном токе, увеличивая входное сопротивление каскада, но снижая коэффициент усиления по напряжению до величины . При наличии конденсатораС_Э отрицательная обратная связь на переменном токе отсутствует и коэффициент усиления по напряжению равен .

Для стабилизации режима работы выходных транзисторов резистор R1 часто подключают не к источнику Е, а к общей точке эмиттеров VT2 и VT3. Тогда в усилителе действует на постоянном токе местная ООС по току за счет резистора R_Э и общая ООС по напряжению за счет резистора R1. Но параллельная ООС по напряжению будет и на переменном токе. Она снизит величины входного и выходного сопротивлений каскада. Входное сопротивление усилителя в этом случае можно рассчитать по формуле .

Недостаток рассматриваемой схемы состоит в том, что максимально достижимая амплитуда переменного напряжения на коллекторе транзистора VT1 заметно меньше половины напряжения источника питания Е, т.е. недостаточна для полной раскачки оконечных транзисторов. При их полной раскачке амплитуда напряжения на нагрузке максимальна и близка к Е/2, а требуемая амплитуда переменного напряжения на базах оконечных транзисторов больше, так как они включены по схеме эмиттерных пов-торителей. Остаточное напряжение на транзисторе VT2, например, равно . Если уменьшитьR_К, то упадет коэффициент усиления по напряжению, больший ток потребуется в рабочей точке транзистора VT1 и труднее будет открыть VT3. Остаточное напряжение на транзисторе VT3 равно . Поэтому двойной размах напряжения на нагрузке меньшеЕ.