Режимы работы усилителя

В зависимости от положения рабочей точки в режиме покоя различают три основных режима работы усилительных каскадов: А, В и С. Режимы определяют степень нелинейных искажении усиливаемого сигнала и КПД каскада.

В режиме A рабочая точка не выходит за пределы линейных участков вольтамперных характеристик, а точка покоя находится на середине линейного диапазона, как это было показано выше при построении графиков работы усилительных каскадов. При этом входной сигнал не выводит рабочую точку в нелинейные участки характеристик и нелинейные искажения практически отсутствуют. В таком режиме работают усилители слабых сигналов, каскады предварительного усиления или маломощные выходные каскады.

В режиме А напряжение смещения всегда больше амплитуды входного сигнала, а ток покоя всегда больше амплитуды переменной составляющей выходного тока. Следовательно, КПД усилителя не может быть больше 50%. Практически оно находится в пределах 20–30%, а остальные 70–80% потребляемой от источника питания энергии превращаются в теплоту, выделяемую транзистором.

В режиме В точка покоя находится в самом начале переходной характеристики транзистора. В этом режиме при отсутствии сигнала в выходной цепи протекает незначительный ток и поэтому КПД каскада может достигать 70–75%.

В усилительном каскаде, работающем в режиме В, выходное переменное напряжение возникает только в один полупериод входного переменного напряжения, т.е. искажения сигнала очень велики. Такие каскады используются только попарно в двухтактных усилителях мощности: каждый каскад работает на своей полуволне.

На рис. 2.26 показан выбор рабочей точки, соответствующе режимам А и В.

Иногда, достаточно редко, используется промежуточный класс АВ.

В режиме С напряжение смешения выбирают таким, чтобы в режиме покоя выходной ток отсутствовал вообще. При этом КПД достигает 85–90%, но нелинейные искажения увеличиваются еще более по сравнению с классом В. Такой режим можно использовать только в усилителях, имеющих избирательную нагрузку, например, колебательный LC контур. Такой характер нагрузки, настроенной в резонанс основной гармонике, позволяет пренебречь искажениями формы, вносимыми режимом каскада.