Режим работы электронных усилителей.

Применение транзисторов в усилительных каскадах дает эффект только тогда, когда для каждого из транзисторов в схеме создается нужный режим работы по постоянному току. Это значит, что необходимо установить вполне определенное напряжение смещение между базой эмиттером и напряжение питания между коллектором и эмиттером , что обеспечит необходимый начальный постоянный ток коллектора , его исходный режим работы (выбор положения начальной рабочей точки ) .Установка и стабилизация режимов работы усилителей обеспечиваются с помощью источников питания и активных сопротивлений (резисторов), совокупность которых называется схемой смещения.

В зависимости от положения НРТ и амплитуды входного сигнала выходной ток усиливаемого пробора может протекать в течении всего периода изменения входного сигнала, либо в течении только части периода. В этой связи в зависимости от выбора начальной рабочей точки (НРТ) и амплитуды усиливаемого (входного) сигнала различают следующие основные режимы работы электронных усилителей – А, В, АВ и С. Другие режимы рассматриваются в других учебных дисциплинах.

Режим а.

В этом режиме начальная рабочая точка выбирается по середине линейного участка динамической входной характеристики усилительного прибора (транзистора, лампы), а амплитуда входного сигнала должна быть такой, что бы рабочая точка не выходила за пределы линейного участка (Рис.27), что обеспечивает малые нелинейные искажения.

Рис.27

В режиме класса А коллекторный ток транзистора протекает непрерывно в течении периода и его величина изменяется по гармоническому закону. Такой ток называется пульсирующим. Он состоит из постоянной составляющей и единственной переменной составляющей с амплитудой . При этом .

Если переменная составляющая коллекторного тока протекает в одном направлении с постоянной составляющей , то оба тока складываются и тогда

Если переменный коллекторный ток проходит навстречу постоянному току, то они вычитаются и тогда .

Этот режим обеспечивает малые нелинейные искажения, однако значительная постоянная составляющая коллекторного тока транзистора в исходном состоянии (при отсутствии входного сигнала) приводит к тому, что КПД усилителя является сравнительно низким, не более 30%. Поэтому, этот режим применяется в усилителях высокого качества с небольшой полезной мощностью.

Режим в.

При работе в режиме В НРТ выбирается в точке запирания (режим отсечки транзистора) Рис.28, поэтому при подаче на вход усилителя переменного входного сигнала коллекторный ток протекает лишь в течении положительного полупериода входного сигнала, а в течении отрицательного полупериода транзистор закрыт (находится в режиме отсечки). Таким образом, в коллекторной цепи протекает ток в виде импульсов, т.е. транзистор работает с отсечкой коллекторного тока. Угол , соответствующий половине фазового угла , в течение которого через транзистор протекает ток коллектора, называют углом отсечки. В данном случае фазовый угол , а угол отсечки .

Рис.28.

Особенностью режима В является высокий КПД усилителя , достигающий (60-75)% (теоретически 78,5%), поскольку постоянная составляющая коллекторного тока в исходном состоянии равна нулю. Однако, в этом режиме имеют место больше не линейные искажения, поэтому режим В применяют лишь в двукратных усилителях мощности.