1. Усилители класса а

Ранее было показано, что в усилителе класса А РТ лежит на середине НП – рис. 90.

Рис. 90. Усилитель класса А и график режима работы

Таким образом, КПД усилителя в режиме класса А определится

где – коэффициент использования коллекторного тока транзистора; – коэффициент использования коллекторного напряжения.

В случае, когда сигнал велик, т. е. I_Km≈I_Ko; U_Km≈U_Кo, то γ = 1 и ξ = 1, откуда и следует, что предельно возможный КПД усилителя в режиме класса А = 0,5.

Обычный каскад с одним УП не обеспечивает КПД более 50 %. Особенно он мал в усилителях на ЛТ (не более 30 %). Типовая схема УК на БПТ с общим эмиттером рассматривалась ранее (рис. 78, 79). Такой каскад называется схемой усилителя с резистивно-емкостной связью и обычно используется в качестве одного из звеньев в многокаскадном усилителе, в котором в одиночный каскад не может обеспечивать требуемый коэффициент усиления.

Очень часто нагрузкой таких каскадов являются трансформаторы, служащие для согласования выходного сопротивления усилителя с сопротивлением нагрузки и обеспечивающие в ней максимальную отдачу мощности. Трансформаторные УК чаще применяют в оконечных усилителях радиоприемных и других устройств. Трансформация сопротивления в каскаде определяется формулой: где , – число витков в обмотках.

2. Кпд усилителя класса в

В режиме В рабочая точка РТ расположена у самого основания НП (рис. 91 б.), в результате чего УП реагирует лишь на один полупериод входного колебания сигнала, т. е. коллекторный ток протекает только за половину периода входного напряжения. Половина части периода (в градусах или радианах), в течение которой выходной ток не равен нулю, называется углом отсечки. Из рисунков 90 и 91 видно, что угол отсечки в режиме А равен 180 %, а в режиме В – 90 %. Можно показать, что в режиме В предельный КПД равен 78,5 %!

Рис. 91. Усилитель класса В и график режима работы для одного такта

3. Практические критерии отличия усилителей

Если напряжения и токи усиливаемых сигналов значительно меньше питающих постоянных напряжений и токов, имеет место т.н. малосигнальный режим, называемый линейным. Этот режим, как указывалось, характерен усилителями класса А.

Малосигнальные усилители подразделяются на усилители напряжения и тока. В усилителях напряжения коэффициент усиления по току не зависит от сопротивлений источника сигнала и нагрузки. Соответственно в усилителях тока коэффициент усиления по току не зависит от упомянутых сопротивлений, а режим нагрузки в обоих случаях оказывается близким либо к холостому ходу, либо к короткому замыканию (табл. 6).

Таблица 6

Усилитель	Источник сигнала	Сопротивление источника сигнала	Сопротивление нагрузки	Режим нагрузки
Напряжения	Источник напряжения	Rc‹‹Rвх	Rн››Rвых	Близкий к ХХ
Тока	Источник Тока	Rc››Rвх	Rн‹‹ Rвых	Близкий к КЗ
Мощности	Источник мощности	Rc≈Rвх	Rн≈Rвых	Оптимальный

В усилителях мощности, как указывалось, режим нагрузки оптимальный, соответствующий равенству входных и выходных импедансов (сопротивлений). Усилители мощности в основном работают в режиме В двухтактной схемы усиления, в которой одно плечо усиливает положительную, а второе – отрицательную половину входного сигнала, т.е. обеспечивается высокий КПД при относительно малых нелинейных искажениях (рис.91 а.).