АВ» – промежуточный режим работы усилителя между режимом «А»
И режимом «В». Эпюры напряжений для режима «АВ» представлены на
рис. 3.8.
2. Построение нагрузочной характеристики. Выбор положения рабочей точки на входных и выходных характеристиках транзистора для режимов А и В.*
В процессе воздействия сигналов на входные электроды усилительного прибора значения токов и напряжений в каскаде изменяются, а рабочая точка занимает различные положения. Линия на плоскости выходных характеристик, по которой движется рабочая точка в процессе воздействия сигналов на вход усилителя, называется нагрузочной линией или нагрузочной характеристикой. При чисто резистивном характере нагрузки в области линейного усиления нагрузочная характеристика имеет вид прямой, совпадающей с вольт-амперной характеристикой сопротивления нагрузки RН .
На рис. 3.2 показаны графики изменения всех токов и напряжений транзистора в схеме с ОЭ при гармоническом входном сигнале, построенные по статическим характеристикам транзистора (т.н. графоаналитический расчет транзисторного каскада усиления).
В зависимости от положения рабочей точки на нагрузочной характеристике усилителя различают три основных режима работы мощных усилителей: А, В, АВ. От положения рабочей точки усилителя, т. е. от постоянного напряжения на коллекторе, зависят как его характеристики усиления, так и мощность, потребляемая от источника питания. Для определения рабочей точки надо на семействе выходных статических характеристик транзистора Iк(Uк) построить линию нагрузки по постоянному току. Она задается уравнением Uк=Uп– IкRк, где Uп – напряжение источника питания.
|
|
|
Рис.2. Нагрузочные характеристики усилителя ОЭ (режим А) по постоянному (1)
И переменному (2) току и динамическая характеристика усиления (3)
Напряжение источника питания должно быть меньше напряжения UКmax, которое определяется напряжением пробоя коллекторного перехода. Обычно
Uп « 0,7 UКmax. Линия нагрузки начинается из точки Uк=Uп, и пересекает вертикальную ось в точке Iк=Uп/Rк (рис.2). Максимальный ток, протекающий через транзистор, определяется допустимой мощностью рассеяния на транзисторе. Таким образом, в указанных границах и следует выбирать положение рабочей точки, например в центре линии нагрузки (рис.2).
Используя линию нагрузки по переменному току и семейство выходных характеристик транзистора, можно построить динамическую характеристику усиления – зависимость коллекторного тока от входного тока или входного напряжения. Эта зависимость отличается от статической характеристики усиления тем, что она учитывает нагрузку по переменному току. Она дает наглядное представление о возможных нелинейных искажениях, возникающих при работе в режиме большого сигнала. Поэтому, как правило, при анализе усилителей используются и нагрузочная и динамическая характеристика усиления.
|
|
|
В режиме А коллекторный ток и напряжение на коллекторе составляют почти половину своих максимально допустимых значений, так как начальный нелинейный участок выходных характеристик биполярного транзистора достаточно мал. Поэтому мощность усиленного сигнала на выходе усилителя
Pн = UmкImк / 2 £ Uк0Iк0 » UпIк0 / 2 = Pп / 2
где Рп – мощность, потребляемая от источника питания. Таким образом, КПД выходной цепи усилителя в режиме А ha =Рн/Рп £ 0,5. Как видно из полученных соотношений, в режиме А мощность, потребляемая от источника питания, не зависит от амплитуды усиливаемого сигнала.
Рис.3. Режим В
В режиме В рабочая точка располагается у основания нагрузочной характеристики и КПД усилителя значительно повышается (рис.3). В этом режиме ток через транзистор протекает только в положительный полупериод входного сигнала и коллекторный ток представляет собой последовательность синусоидальных импульсов. Для неискаженного усиления двуполярных сигналов применяют двухтактную схему, в которой два транзистора, работая поочередно, усиливают сигнал в положительные и отрицательные полупериоды.
|
|
|
В режиме В мощность, потребляемая от источника питания, зависит от амплитуды усиливаемого сигнала. Это связано с нелинейным режимом работы транзистора. В отсутствие сигнала мощность практически не расходуется, по мере же увеличения сигнала пропорционально ему нарастает постоянная составляющая тока коллектора и соответственно увеличивается мощность, потребляемая от источника питания.
Промежуточный режим работы усилителя называют режимом АВ. Для него характерно положение рабочей точки, при котором начальный коллекторный ток Iко не столько мал, как в режиме В. Нелинейные искажения сигнала, вызываемые криволинейностью начального участка входных характеристик транзистора, несколько меньше, чем в режиме В. Экономичность цепи питания усилителя в режиме АВ несколько хуже, чем в режиме В.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 192; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!