КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ

Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконечными) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и предназначены для получения в нагрузке требуемой мощности. В связи с указанным, энергетические показатели этих каскадов являются весьма существенными и при анализе усилителей им уделяется основное внимание.

Каскады усиления мощности отличаются большим разнообразием. Они могут выполняться на биполярных и полевых транзисторах, включенных по схеме ОБ, ОЭ (ОИ) или ОК (ОС). По способу подключения нагрузки усилительные каскады могут быть трансформаторными и бестрансформаторными.

Важным является также класс усиления, используемый в каскаде.

В усилителях мощности нашли применение три класса усиления: класс А, класс В и класс АВ, отличающиеся положением точки покоя на линии нагрузки по постоянному току. Особенности указанных классов покажем на примере коллекторных характеристик транзистора ОЭ.

В режиме класса А выбор точки покоя П_А (рис. 2.20) производят так, чтобы рабочая точка при движении по линии нагрузки не заходила в нелинейную начальную область коллекторных характеристик и в область отсечки коллекторного тока, т.е. в области искажения выходного сигнала. Иными словами, все рассмотренные каскады работают в режиме усиления класса А. Режим класса А используется в так называемых однотактных каскадах усиления мощности, описываемых далее. Каскады усиления мощности класса А обеспечивают наименьшие нелинейные искажения выходного сигнала, но обладают минимальным КПД. Они нашли применение при мощности в нагрузке не более нескольких десятков милливатт.

В режиме класса В (рис.2.20) точка покоя П_В располагается в крайней правой части линии нагрузки каскада по постоянному току. Режиму покоя соответствует напряжение U_бэ = 0. При наличии входного сигнала ток коллектора транзистора протекает только в течение одного полупериода, а в течение другого – транзистор работает в режиме отсечки тока. В режиме класса В усилитель мощности выполняют по двухтактной схеме с использованием двух транзисторов. Каждый из транзисторов служит для усиления соответствующей полуволны входного сигнала. Выходной каскад при этом обладает более высоким КПД и применяется на более высокие мощности, чем однотактный.

Режим класса АВявляется промежуточным между режимами классов А и В. Он позволяет существенно уменьшить нелинейные искажения выходного сигнала, сильно проявляющиеся в режиме класса В вследствие нелинейности начального участка входной характеристики транзисторов. Это достигается некоторым смещением точки покоя вверх относительно точки П_В (рис.2.20).

Каскады усиления мощности рассматриваются на биполярных транзисторах, включенных преимущественно по схеме ОЭ. На полевых транзисторах эти каскады выполняются аналогично.