Т е м а 1

Классы работы усилителя

Как уже отмечалось, усилители могут работать в режимах следующих классов работы: режим класса А, B, АB, С и D.

Наиболее распространёнными режимами работы являются режимы классов А и Б. Отличительными особенностями режимов работы является выбор рабочей точки на выходной характеристике УЭ. Он определяет и режим работы входной цепи транзистора.

Режим класса А. Рабочая точка А выбираетсяв середине активного участка выходной характеристики транзистора, I _К= f (U _КЭ). Следовательно,, при работе в этом режиме рабочая точка находится на середине линии нагрузочной прямой.

На рис 1.30 приведены эпюры напряжений и токов для схемы режима класса А,

Характеристикой режима класса А является угол отсечки Θ – это половина части периода (в градусах или радианах), в течение которого ток коллектора I _К≠0. Режим класса А обычно используется в усилителях напряжения небольшой мощности.

Мощность, подводимая от источника питания U _п, равна площади прямоугольника P ₀:

P ₀= I _Кр U _КЭр. (1.85)

В этом режиме амплитуда переменной составляющей коллекторного тока I _Кm ≤ I _Кр, где I _Кр – ток покоя.

Площади треугольников А'О'А и АО"А" отражают мощность переменного тока на выходе усилителя Р _вых=0,5 I _Кm U _Кm..

Выражение для КПД усилителя с учётом мощности одной полуволны имеет вид:

. (1.86)

Поскольку I _Кm ≤ I _Кр и U _Кm ≤ U _Кр, следовательно Р _вых< P ₀.

Предельное значение КПД можно рассчитать из условий: I _Кm = I _Кр, U _Кm = U _Кр. Следовательно, η=0,5. Реальный КПД равен 30..50%.

Режим класса В. Рабочая точка В выбираетсяв нижнем участке нагрузочной прямой I _К= f (U _КЭ) (рис. 1.31). На рис 1.31 приведены эпюры напряжений и токов для схемы режима класса В,

В режиме класса В рабочая точка устанавливается в области режима отсечки работы транзистора. При этом ток базы минимален, а ток коллектора I _Кр равен обратному току коллектора I _К0, то есть I _Кр =- I _К0.

Следовательно, при наличии гармонического входного сигнала ток коллектора имеет вид полуволн синусоиды (рис.1.31).

Выражение для КПД усилителя с учётом мощности одной полуволны для режима класса В имеет вид (рис. 1.31.):

, (1.87)

где обычно , кроме того, U _Кm≈2 U _Кср.

Тогда

. (1.88)

Следовательно, максимально достижимый КПД усилителя, работающего в режиме класса В составляет

. (1.89)

Угол отсечки усилителя составляет Θ=π/2. Усилители, работающие в режиме класса В, используются обычно в двухтактных усилителях мощности выходных каскадов.

Контрольные вопросы

1. Структура электронных усилителей и их классификация.

2. Основные технические показатели электронных усилителей.

3. Частотные искажения в усилителях.

4. Временные диаграммы токов и напряжений усилительного каскада на транзисторе, включенном по схеме с ОЭ.

5. Почему усилительный каскад на транзисторе, включённом по схеме с общим эмиттером, инвертирует входной сигнал?

6. Какие методы задания режима работы транзистора по постоянному току Вам известны?

7. Построить нагрузочные характеристики для входной и выходной цепи исследуемого усилительного каскада (использовать паспортные данные применённого транзистора).

8. С какой целью включены конденсаторы в схеме на рис.1.28; какие требования предъявляются к значению их ёмкостей?

9. Построение нагрузочных прямых для транзисторов, включенных по схеме с ОЭ и ОБ.

10. Методы обеспечения режимов работы БП транзистора, включенного по схеме с ОЭ.

11. Методы обеспечения режимов работы БП транзистора, включенного по схеме с ОБ.

12. Методы обеспечения режимов работы БП транзистора, включенного по схеме с ОК

13. Методы температурной стабилизации рабочей точки биполярного транзистора.

14. Общий метод расчета температурного коэффициента нестабильности коллекторного тока транзистора.

15. Расчет температурного коэффициента нестабильности коллекторного тока транзистора с коллекторной стабилизацией тока базы.

16. Динамический режим работы усилительного каскада.

17. Классы усиления электронных усилителей, их характеристики.

Дата добавления: 2014-01-07