Режим работы усилительного элемента.

Различают активный и ключевой режимы работы усилительного элемента (УЭ). Активный режим используется в АЭУ и соответствует определенному постоянному напряжению или току на управляющем электроде. Это постоянное напряжение называется смещением.

Режим работы УЭ при отсутствии сигнала на его входе называют режимом по постоянному току. В некоторых учебниках этот режим называют статическим или режимом покоя. В этом случае в цепях УЭ протекают только постоянные составляющие токов, определяемые рабочей точкой или точкой покоя. Рабочая точка соответсвует заданному смещению.

При наличии U_вх входного сигнала в цепях УЭ появляются переменные составляющие токов и напряжений, что соответствует режиму по переменному току. Последний различается на режим слабого сигнала (предварительные каскады), когда входной сигнал мал, и режим сильного сигнала (выходной каскад), когда на входе большая амплитуда усиливаемого сигнала.

Режим сильного сигнала в свою очередь подразделяется на режимы А, В, АВ и С.

В режиме А рабочая точка выбирается на середине линейного участка проходной характеристики. При этом ток выходной цепи протекает без отсечки (рис.4.1., а). Ток покоя I₀ превышает амплитуду выходного тока I_твых.

Рис.4.1. Работа усилительного элемента:

а – в режиме А; б – в режиме В

Преимуществом режима А является малый коэффициент нелиней­ных искажений, так как рабочая область характеристики располагается на линейном участке. Недостатком режима А является большой ток , т. е. большое потребление энергии от источника питания, что опре­деляет незначительный коэффициент полезного действия. η=P_вых/P_{0 ,} где P₀=EI₀ - потребляемая мощность

В режиме В рабочая точка выбирается на изгибе проходной характеристики. Ток в выходной цепи существует в течение половины периода, т.е. в режиме В имеет место отсечка выходного тока (рис.4.1., б).

При идеальном режиме В угол отсечки 90°. Ток покоя близок к нулю. Однако в действительности из-за нелинейной характе­ристики транзистора I_о оказывается равным 8–10% I_max. Угол отсечки нес­колько превышает 90°. Преимуществом режима В является высокий кпд, недостатком - большой коэффициент нелинейных искажений. Режим В при­меняется в усилителях мощности по двухтактной или симметричной схеме.

Режим С характеризуется углом отсечки меньше 90° , еще большим кпд. Он используется в радиопередающих устройствах.

Ключевым режимом или режимом Д называют такой режим работы усилительного элемента, при котором он во время работы находится только в двух состояниях: в полностью закрытом, когда ток в его выходной цепи отсутствует, или полностью открытом, когда падение напряжения между выходными электродами близко к нулю. В режиме Д можно получить высокий КПД. Ключевой режим применяется в импульсных и цифровых устройствах.