Усилителя мощности в режиме А.

Проведем графо-аналитический расчет основных характеристик усилителя мощности (P_~, η, К_г). Для этого необходимо построить выходную динамическую характеристику для выбранного транзистора. На семействе выходных статистических характеристик построим нагрузочную прямую по постоянному току (ВДХ₌). Для этого из точки Е на горизонтальной оси проведем прямую, параллельную вертикальной оси, так как R_н==r₁®0. Обозначим рабочую точку, и, опустив перпендикуляры на горизонтальные оси, определим U₀ и I₀.

Сопротивление нагрузки переменной составляющей в трансформаторном каскаде равно R_н~= r₁+r₂^¢+ R_н^¢» R_н^¢, где R_н^¢= R_нвн/n², r₂^¢= r₂/n², n=w₂/w₁, w-количество витков первичной и вторичной обмоток трансформатора. Через рабочую точку и точку на горизонтальной оси равной U_вых=U₀+ I₀R_н~, проведем выходную динамическую характеристику по переменному току (ВДХ_~) рис.9.9.

Рис.9.9. Анализ трансформаторного усилителя мощности в режиме А.

При заданной амплитуде входного сигнала определяем амплитудные значения выходного тока I_твых и выходного напряжения U_твых. Максимальное значение амплитуды выходного тока определяется I_твых=I₀, выходного напряжения U_твых=U₀. Следовательно, максимальная полезная мощность определяется P_~= I_твых U_твых/2=0,5x U₀y I₀,

где: x= U_твых/ U₀ –коэффициент использования напряжения питания,

y= I_твых/ I₀ - коэффициент использования тока покоя.

Потребляемая мощность P₀=I₀Е=I₀U₀. Коэффициент полезного действия определяется η=P_~max/P₀=0,5xy. При полном использовании напряжения питания и тока покоя I_твых=I₀, U_твых=U₀. Поэтому максимальный коэффициент полезного действия будет равен η_max=0,5

Таким образом, однотактный трансформаторный усилитель мощности в режиме А обеспечивает КПД до значения 0,5. Мощность рассеивания на коллекторе P_к=P₀-P_~. В случае отсутствия входного сигнала P_~=0, то есть в режиме молчания, следовательно, P_к=P₀. Вся потребляемая мощность рассеивается на коллекторе и вызывает разогрев транзистора, что является большим недостатком однотактного усилителя мощности.

Для определения коэффициента гармоник используется сквозная динамическая характеристика. Построение сквозной динамической характеристики и расчет коэффициента гармоник необходимо рассмотреть самостоятельно.

Лекция №10