Режимы усиления

Режимы усиления выделены в несколько классов. Для усилителей наиболее распространенными являются классы А, В, С, Дили их комбинированные варианты (АВ, АВ₁ и т.д.).На рис.5.5даны временные диаграммы коллекторного тока в режимах усиления класса «А» и «В». Форма коллекторного тока дает представление об уровне нелинейных искажений в выходном сигнале усилителя в зависимости от класса усиления.

4.1. В режиме класса «А» форма коллекторного тока почти идеальная, то есть уровень нелинейных искажений в выходном сигнале усилителя будет практически незаметен. Такая совершенная форма выходного коллекторного тока возможна лишь в том случае, если рабочая точка задана на квазилинейном участке ВАХ (в данном случае на рис.6.5а это точка РТ₁): положение РТ выбирают так, чтобы амплитуда переменной составляющей выходного тока была меньше тока покоя. В режиме класса «А» ток через транзистор течет непрерывно в течение всего периода изменения входного сигнала.

Для оценки времени протекания тока через транзистор вводится понятие угла отсечки коллекторного тока «q» - это половина интервала времени, в течение которого через транзистор течет ток. Угол отсечки коллекторного тока выражен обычно в градусах или радианах. В режиме класса «А» угол отсечки коллекторного тока q_А = 180^о.

Рис.5.5. Режимы усиления класса «А» и «В»: а- передаточная ВАХ; б - временные диаграммы коллекторного тока для режимов кл. «А» и кл. «В»; в - временные диаграммы входного напряжения при разных положениях РТ

К недостатку рассмотренного режима следует отнести низкий коэффициент полезного действия (КПД < 0,5) за счёт большого коллекторного тока покоя. Из-за низкого КПД режим класса «А» рекомендуется использовать в каскадах предварительного усиления, а также в маломощных выходных каскадах.

4.2. В режиме класса «В» рабочая точка задаётся при токе покоя I_кп =0 (на рис. 5.5а это РТ₂). Из временной диаграммы коллекторного тока (рис.5.5б) видно, чтоформа его далека от идеальной, то есть уровень нелинейных искажений по сравнению с режимом класса «А» резко возрос. Но КПД усилителя достаточно высокий за счёт малого тока покоя, поэтому режим класса «В» рекомендуется использовать в двухтактных выходных усилителях средней и большой мощности, но надо отметить, что в чистом виде этот режим используется редко. Чаще в качестве рабочего режима используется промежуточный режим - режим класса «АВ» в котором меньше нелинейные искажения. Угол отсечки коллекторного тока в режиме класса «В» в идеальном случае q_В = 90 ^о, а в режимекласса «АВ» ─ θ_АВ > 90 ^о.

4.3. В режиме класса «С»ток покоя равен нулю, угол отсечки меньше, чем в режиме класса «В». Режим класса «С» рекомендуется использовать в мощных резонансных усилителях, где нагрузкой является резонансный контур.

4.4. В режиме класса «Д»транзистор находится в двух устойчивых состояниях - «открыт-закрыт», то есть режим класса «Д» - это ключевой режим.