Усилительный каскад по схеме с ОЭ

Принципиальная схема каскада приведена на рис. 8,а, а временная диаграмма его работы – на рис. 8,б. Конденсаторы Ср разделяют переменную и постоянную составляющие входного и выходного сигналов.

а) б)

Рисунок 8

Усилительный каскад осуществляет поворот по фазе на 180⁰ выходного напряжения относительно входного и имеет большой коэффициент усиления по току.

В зависимости от величины смещения на базе транзистора Uсм различают режимы работы усилителя А, В, АВ, С, D.

Режим А характеризуется выбором рабочей точки на линейном участке входной характеристики (рис. 9). В исходном состоянии транзистор открыт напряжением смещения Uсм и в цепи коллектора протекает ток Iко. При поступлении входного сигнала на выходе усилителя появляется выходной сигнал в противофазе по отношению к входному. Режим А характерен тем, что форма выходного сигнала повторяет форму входного за счет работы транзистора в активной зоне без захода в области насыщения и отсечки.

Рисунок 9

Режим характеризуется минимальными нелинейными искажениями. В то же время работа усилителя в режиме А отличается низким КПД, который теоретически не может превышать 0,5, что объясняется постоянным током I_ко вне зависимости от наличия или отсутствия входного сигнала.

Режим В характеризуется тем, что напряжение смещения U_см = 0, а следовательно, рабочая точка выбирается в самом начале входной характеристики (рис. 10). Особенностью режима является то, что при отсутствии входного сигнала отсутствуют базовые и коллекторные токи.

Рисунок 10

При поступлении входного сигнала ток в коллекторе имеет пульсирующий характер и протекает в течение половины периода. Режим В характеризуется высоким КПД, который может достигать 70%, однако выходной сигнал сильно искажается. Поэтому такой режим применяется только в двухтактных усилителях.

Режим АВ занимает промежуточное положение между режимами А и В. Он характеризуется небольшим напряжением смещения U_см меньшими нелинейными искажениями по сравнению с режимом В. Режим АВ используется в высококачественных двухтактных усилителях мощности.

Режим С характеризуется тем, что рабочая точка на входной характеристике сдвинута влево от начала координат. Следовательно, более половины периода транзистор находится в закрытом состоянии. Режим С характеризуется высоким КПД, большими нелинейными искажениями и применяется в генераторах частоты.

Режим D характеризуется тем, что усилительный элемент может находиться в открытом либо закрытом состояниях. Режим D, который называется ключевым режимом, применяется в импульсных схемах.