Класи підсилювачів. Вибір положення робочої точки класу В і АВ

Класи підсилювачів

1) Поняття про прохідну динамічну характеристику.

2) Режим роботи класу А.

3) Режим роботи класу В.

4) Режим роботи класу АВ.

5) Режим роботи класу С.

6) Режим роботи класу D.

1) Поняття про прохідну динамічну характеристику. Режими роботи підсилювальних елементів визначаються положенням робочої точки на прохідній динамічній характеристиці. Прохідною динамічною характеристикою називається залежність вихідного струму від вхідної напруги. Для транзистора, включеного за схемою із СЕ, залежність буде ІК=f (UБЕ). Прохідна динамічна характеристика може бути побудована за вхідною та вихідною характеристиками транзистора ІК=f (UБ).

                Рисунок 1                                       Рисунок 2

2) Режим роботи класу А. У режимі роботи класу А робоча точка встановлюється на лінійній ділянці прохідної динамічної характеристики. Для цього між базою та емітером транзистора за допомогою однієї зі схем живлення ланцюга бази необхідно створити постійну складову напруги, яка називається величиною напруги зсуву.

При відсутності змінної складової вхідного сигналу робоча точка називається точкою спокою.

Розглянемо рис. 3. До моменту часу t1 змінна складова вхідного сигналу відсутня, і під дією величини ЕС в колекторній ланці транзистора буде протікати постійна складова колекторного струму, яка називається струмом спокою.

Режим роботи класу А характеризується мінімальними нелінійними спотвореннями, оскільки підсилювальний елемент працює на лінійній ділянці характеристики.

Недоліком режиму класу А є низький ККД: η=(25-30%).

Це пояснюється тим, що енергія від джерела живлення витрачається не тільки на підсилення змінної складової, але і на створення постійної складової Іо, яка є марною і надалі відсіюється роздільним конденсатором.

Режим класу А застосовується, в основному, в попередніх каскадах підсилення.

Рисунок 3

3) Режим роботи класу В. У режимі класу В робоча точка вибирається таким чином, щоб струм спокою дорівнював нулю (рис. 4).

Рисунок 4

Режим роботи класу В характеризується кутом відсічки Θ.

Кутом відсічки називається половина тієї частини періоду, за яку у вихідному ланцюзі буде протікати струм.

Для режиму класу В кут відсічки Θ=90°. Характеризується режим класу В високим ККД: η=60…70%. Недоліком режиму класу В є великі нелінійні спотворення. Застосовується режим класу В у вихідних двотактних підсилювачах потужності.

4) Режим роботи класу АВ. Іноді положення точки спокою в режимі класу АВ вибирається на нижньому згині прохідної динамічної характеристики (рис. 5).

Рисунок 5

У цьому випадку буде мати місце струм спокою, але величина його буде значно меншою, ніж в режимі класу А. Кут відсічки Θ в режимі класу АВ буде меншим за 90°. Режим класу АВ має дещо менший ККД, ніж режим класу В (η=50…60%) і дещо менші нелінійні спотворення. Застосовується так само, як і режим класу В, в двотактних підсилювачах потужності.

5) Режим роботи класу С. Це режим, при якому величина EСМ має від'ємне значення (рис. 6).

Рисунок 6

Режим класу С характеризується максимальним ККД η≈80, але і найбільшими нелінійними спотвореннями. Режим С в підсилювачах застосовується у вихідних каскадах потужних передавачів.

6) Режим роботи класу D. Режим роботи класу D – це ключовий режим роботи транзистора.