Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [85] 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

Однако режим В можно использовать только для двухтактной схемы усилителя.

Принципиальную схему двухтактного усилителя, приведенную ранее (см. рис. 11.6), можно использовать как в режиме А, так и в режиме В. В последнем случае КПД усилителя выше.

Согласно (11.8) КПД усилителя t] = 0,5yl.

Для режима В коэффициент использования коллекторного тока

\ = /пгк1 яср = 0,5/ктах/.(1/я)/ятах = я/2, (11.28)

где /пгк1 - амплитуда первой гармоники коллекторного тока, а Jkcp - среднее значение коллекторного тока. Подставляя (11.28) в (11.8), получаем

г] = я/4. (11.29)

При = тах=1 получаем максимальный КПД для режима В

Г1тах = я/4, (11.30)

что составляет 78,5%.

Максимальная рассеиваемая мощность в режиме В. Мощность, рассеиваемая на коллекторе, Рк=Р= - Р~, где Р= -мощность постоянного тока, отбираемая от источника; Р -полезная мощность, выделяемая в нагрузке, подключенной к выходу усилителя.

В режиме А мощность постоянного тока Р= = /ксрп остается постоянной и не зависит от Р . Поэтому рассеиваемая на коллекторе мощность максимальна в «режиме молчания», т. е. при Р~=0. Следовательно, в режиме А

Рк та.х - Р=-

В режиме В в режиме молчания (при Р,.. =0) мощность постоянного тока Р=, подводимая к транзистору, равна нулю, поэтому и рассеиваемая на коллекторе мощность равна нулю.

При постоянном напряжении источника питания и линейном возрастании амплитуды переменной составляющей коллекторного напряжения от О до Стктак подводимая от источника мощность Р= возрастает линейно, а мощность Р растет пропорционально квадрату амплитуды напряжения, поэтому

P=P-PUnlKcp-0,bUL/2Ru.

Учитывая, что

Iк ср = Iк т&хЫ, /т к1==0,5/к шах,

получаем

/я ср = :(2/я) 1ш т = (2/я) Um n/2R.-Подставляя это выражение в формулу для Р, получаем



Дифференцируя Рк.по н приравнивая произвэднуЕэ нулю, нако-дим, что при

= 2/я (11.31)

рассеивается наибольшая мощность, равная

Рктах=(1/я2)У?, ?;. (11.32)

На рис. 11.12 показаны зависимости Р== и Р.~ от коэффициента использования напряжения .

Отметим, что максимум рассеиваемой мощности наступает не при максимальной мощности сигнала на выходе, а при некотором среднем ее значении. Именно такой наиболее тяжелый режим и должен выдерживать транзистор или электронная лампа в усилителе мощности, работающем в режиме В [11].

При коэффициенте использования коллекторного напряжения = 2/jt КПД усилителя в режиме В Т1 = 0,5. При g = 2/jt мощность в режиме В равна максимальной мощности в режиме А при g=l. Следовательно, при одинаковой максимальной допустимой мощности рассеивания на коллекторе транзистора в режимах Л и В в последнем можно получить от каждого транзистора в п/4~2,5 раза большую полезную максимальную мощность. Это одно важное достоинство режима В. Другое важное достоинство - малый расход энергии от источника питания при малом уровне сигнала.

Режим АВ. Мы рассмотрели работу усилителя мощности в режиме В, предположив, что характеристики транзистора являются идеализирован- р„с. 11.12. Зависимость мощными и входной ток имеет строго си- иостей подводимой Р=, коле-нусоидальную форму. При реальных бательной Р ~ и рассеиваемой

характеристиках коэффициент пере- "ZTr. °

XX циента использования коллек-

дачи тока в схеме с ОЭ не является торного напряжения в режи-постоянным. в режиме большого сиг- ме В нала он зависит от тока коллектора примерно так, как это было показано на рис. 5.23. Из рисунка видно, что при очень малых токах, т. е. вблизи исходной точки, в режиме В коэффициент передачи тока вначале растет. Вследствие этого при линейном возрастании тока базы ток коллектора изменяется нелинейно.

Возникающие при этом искажения выходного тока показаны на Переходные иска-рис. 11.13. Они называются переход- Гле, WoZTuTpIZ ными искажениями, так как обус- ме В





ловлены не только указанной выше причиной - отклонением реальных характеристик от идеализированных,-но и тем, что в реальном усилителе трудно обеспечить синусоидальное изменение входного тока (тока базы). Действительно, предыдущий каскад не является генератором с бесконечным выходным сопротивлением, и переменная составляющая базового тока, строго говоря, зависит от нелинейного входного сопротивления транзистора, изменяющегося по мере постепенного отпирания р-п перехода.

Чтобы устранить переходные искажения, имеющие место при работе в режиме В, исходную рабочую точку смещают в направлении к исходной рабочей точке режима А, т. е. начальный ток транзистора берут отличным от нуля. При этом транзистор открыт и в отсутствие входного сигнала.

Такой промежуточный режим работы между А и В называют режимом АВ. Рабочая точка в режиме АВ значительно ближе к точке В, нежели в точке А. По существу, при больших амплитудах режим АВ является режимом В, а при малых - режимом А.

На рис. 11.14 показано взаимное расположение рабочих точек в режимах А, В и АВ. Из рисунка видно, что, изменяя режим работы, следует изменять и сопротивление нагрузки.

Обратим внимание на то, что в режиме АВ нагрузочная линия имеет вид ломаной линии MNQ. Ее наклон на отрезке MN при работе обоих транзисторов такой же, как в классе А.

Оптимальное сопротивление источника сигнала. На рис. 11.15, а показана зависимость тока коллектора от тока базы, а на рис. 11.15, б -от напряжения база - эмиттер. Из рисунка видно, что при больших сигналах эти зависимости имеют вогнутость и выпуклость в разные стороны, причем зависимость коллекторного тока от входного напряжения более линейна при больших токах коллектора. Зависимость 1к от is соответствует генератору тока в базовой цепи транзистора, имеющего /?г=оо. Зависимость 1к от Ubb соответствует генератору напряжения в базовой цепи транзистора, имеющего /?г = 0.

Наиболее линейную зависимость коллекторного тока от напряжения сигнала можно получить при некотором среднем значении

Кта»


(АВ) (в)О



Рис. 11.14. Расположение рабочей точки в режимах А, В и АВ

Рис. 11.15. Зависимость коллекторного тока от тока базы и напряжения база - эмиттер



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [85] 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0061