Класс усиления В

Режим работы транзисторного каскада, при котором ток в выходной цепи транзистора протекает только в течение половины периода изменения напряжения входного сигнала, называется режимом усиления класса В. Данный режим соответствует выбору . При этом и (рис.2.3.2, г).

Из сказанного следует, что мощность, рассеиваемая в каскаде при условии =0, практически равна нулю, так как транзистор находится в режиме отсечки.

Таким образом, класс усиления В имеет место при смещении точки покоя П в нижний участок линии нагрузки как показано на рис. 2.3.2, г. Это способствует предельному снижению тока , обусловливая существенное улучшение энергетических показателей каскада за счет значительного (по сравнению с режимом класса А) снижения мощности, рассеиваемой в транзисторе в режиме покоя. Поэтому класс усиления В предпочтительнее для использования в усилителях средней и большой мощности. В этом, режиме значение КПД каскада можно довести до 0,7 и более. Вместе с тем в классе усиления В наблюдается усиление лишь одной положительной полуволны усиливаемого сигнала , и потому выходной ток имеет прерывистый характер.

Для усиления как положительной, так и отрицательной полуволны входного сигнала применяют двухтактные усилители, работающие в классе усиления В (рис. 2.3.3, а). Здесь при положительной полуволне входного сигнала открыт транзистор VТ1 п-р-п-типа, а при отрицательной полуволне - транзистор VТ2 (р-п-р-типа). В нагрузочное устройство с сопротивлением поступает усиленный сигнал обоих полупериодов. Как правило, двухтактные усилители изготовляют в виде ИС, в едином кристалле полупроводника, что позволяет обеспечивать идентичность параметров транзисторов VТ1 и VТ2. Особенности схемотехнического построения подобных каскадов будут рассмотрены ниже.

Основным недостатком усилителей, работающих в классе усиления В, являются значительные нелинейные искажения выходного напряжения. Это хорошо видно из входной характеристики транзистора, показанной на рис. 2.3.3, б. Предположим, что на вход каскада подано напряжение . Так как , то ток коллектора транзистора будет изменяться только для интервала . При этом из-за существенной нелинейности начального участка входной характеристики транзистора коэффициент пропорциональности между входным и выходным напряжениями не будет оставаться постоянным. На интервале и , где , ток коллектора транзистора будет изменяться существенно медленнее, чем на интервале / Это приведет к появлению на выходе типичных искажений, получивших название «ступеньки». Большие искажения усиленного сигнала являются причиной того, что класс усиления В практически не используется в усилителях.

Рис 2.3.3. Принципиальная схема двухтактного усилителя мощности (а) и временные диаграммы (б), поясняющие ее работу.

Устранить указанный недостаток усилителей класса В можно, введя в каскад небольшое напряжение смещения. Если , то причина появления «ступеньки» в выходном напряжении устраняется. При этом в выходной цепи транзистора начинает протекать некоторый ток покоя . Однако этот ток, как правило, существенно меньше максимального тока коллектора , что позволяет обеспечить высокий КПД каскада.