1.6.4 Усилители класса с
Режим класса C получают смещением транзистора в обратном направлении, значительно левее точки отсечки. Часть входного сигнала затрачивается для обеспечения прямого смещения эмиттерного перехода. В результате коллекторный ток протекает в течение лишь части одного полупериода входного напряжения. Отрицательная полуволна входного напряжения лежит в области глубокой отсечки транзистора. Так как коллекторный ток протекает лишь в течение некоторой части положительного полупериода, то длительность импульса коллекторного тока существенно меньше полупериода входного сигнала
Очевидно, форма выходного сигнала отличается от входного и она не может быть восстановлена теми методами, которые используются в двухтактных усилителях классов B и АВ. По этой причине режим класса C применяется только тогда, когда искажения сигнала не имеют значения. Как правило, режим работы класса C используется в высокочастотных усилителях и не находит применения в УНЧ.
1.7 Схемотехнические решения мощных усилительных каскадов.
Усилители мощности на транзисторах одной проводимости.
При
питании каскада от двух источников
,
и
,
имеющих общую точку, нагрузка включается
между точкой соединения эмиттера и
коллектора транзисторов
,
и общей точкой источников питания. Режим
работы транзисторов обеспечивается
делителями
,
,
и
.
Управление транзисторами осуществляется
противофазными входными сигналами
и
,
для получения которых предыдущий каскад
должен быть фазоинверсным.
Принцип работы каскада по схеме рисунок 13 состоит в поочередном усилении полуволн входного сигнала. Если в первом такте отрицательную полуволну усиливает транзистор , при этом транзистор заперт положительной полуволной, то во втором такте вторая полуволна сигнала усиливается транзистором при закрытом транзисторе .
При
питании каскада от одного источника
,
(рис. 14) нагрузка подключается через
разделительный электролитический
конденсатор
достаточно большой емкости, а в остальном
схема аналогична предыдущей.
Рисунок 13. Выходной каскад усилителя мощности на транзисторах одной проводимости
Принцип
работы схемы заключается в следующем.
При отсутствии
и
конденсатор
заряжен до напряжения
.
Именно при таком напряжении на конденсаторе
наступает режим покоя. В такте работы
(открытого состояния)
,
по нагрузке
течет ток
,
который дозаряжает конденсатор
.
В такте работы
,
конденсатор разряжается, и по нагрузке
течет ток
.
Таким образом, на нагрузке реализуется
биполярный сигнал.
В рассмотренных схемах транзисторы , и имеют разное включение: - по схеме OK, а - по схеме ОЭ. Поскольку при этих двух схемах включения транзисторы имеют различные коэффициенты усиления по напряжению, то без принятия дополнительных мер получается асимметрия выходного сигнала. Уменьшения асимметрии сигнала, в частности, можно достичь соответствующим выбором коэффициентов усиления по двум выходам предыдущего фазоинверсного каскада. Можно уменьшить асимметрию и применением отрицательной обратной связи, охватывающей выходной и предвыходной каскады.
Рисунок 14. Выходной каскад усилителя мощности на транзисторах одной проводимости c однополярным питанием
Усилители мощности на транзисторах разной проводимости, включенных по схеме с ОК.
Рисунок
15. Выходной каскад усилителя мощности
на транзисторах разной проводимости
На рис. 15 изображена схема каскада с питанием от двух источников (возможна реализация схемы с однополярным питанием). При использовании в этой схеме комплементарных пар транзисторов типов n-p-n и p-n-p отпадает необходимость в подаче двух противофазных входных сигналов. При положительной полуволне сигнала открыт транзистор и закрыт , при отрицательной полуволне, наоборот, открыт и закрыт . В остальном работа схемы рис. 15 аналогична работе соответствующих схем рис. 14 и рис. 13. Отличительной особенностью рассмотренных схем является то, что коэффициент усиления каскада по напряжению всегда меньше 1, а выходной сигнал имеет меньшую асимметрию, так как оба транзистора включены по одинаковой схеме с ОК.
Для того что бы усилитель мощности перевести в режим АВ для снижения нелинейных искажения, базы разделяют между собой парой диодов, которые обеспечивают смещение для транзисторов, при котором в них течёт ток в режиме покоя (рис 16).
R1
R2
Рисунок 16. Выходной каскад усилителя мощности в режиме АВ
На рисунке 17 приведена схема бестрансформаторного усилителя мощности с двухтактным выходным каскадом на МДП – транзисторах с индуцированными каналами типа n (VT2) и типа p (VT3). Подложка обычно соединяется с истоком внутри мощных МДП – транзисторов. Полевые транзисторы вносят меньше нелинейных искажений и не подвержены тепловой неустойчивости. Пороговое напряжение стокозатворной характеристики современных мощных МДП – транзисторов с индуцированным каналом близко к нулю. Недостатком их являются повышенное остаточное напряжение и производственный разброс параметров, однако по мере совершенствования технологии они уменьшаются.
Рисунок 17. Выходной каскад усилителя мощности в режиме АВ на ПТ