Режимы работы усилительных каскадов

В зависимости от положения рабочей точки в режиме покоя на характеристиках транзисторов, а также от значения, усиливаемого на­пряжения различают три основных режима работы усилительных каскадов, или классов усиления: А, В, и С. Основными характеристиками этих режимов являются нелинейные искажения и КПД.

Р е ж и м А характеризуется тем, что рабочую точку n в режиме покоя выбирают на линейном участке (обычно посередине) входной и переходной характеристик транзистора. Значение входного напряжения в режиме А должно быть таким, чтобы работа усилительного каскада происходила на линейном участке характеристики. В этом случае нелинейные искажения усиливаемого напряжения будут минимальными, т.е. при подаче на вход усилительного каскада гармонического напряжения форма выходного напряжения будет практически синусоидальной. Благодаря этому режим А широко применяют в усилителях напряжения. Однако он имеет и существенный недостаток – очень низкий КПД усилителя (20…30 %), потому что полезная мощность определяется только переменной составляющей выходного тока, а потребляемая каскадом мощность – суммой переменной и постоянной составляющих.

Р е ж и м В характеризуется тем, что рабочую точку n выбирают в начале переходной характеристики. Эта точка называется точкой отсечки. В режиме В переменные составляющие тока и напряжения транзистора возникают лишь в положительные полупериоды входного напряжения. Выходное напряжение усилительного каскада при синусоидальном входном напряжении имеет форму полусинусоиды, т.е. нелинейные искажения очень большие. Режим В используют, как правило, только в двухтактных усилителях мощности.  Режим В характеризуется значительно более высоким КПД усилителя по сравнению с режимом А, так как ток покоя в этом случае практически равен нулю, а постоянная составляющая тока при наличии входного напряжения имеет сравнительно небольшое значение. КПД усилителя, работающего в режиме В, может достигать 0,8.

Иногда используют режим работы усилительного каскада, промежуточный между режимами А и В. Его называют режимом АВ. Рабочая точка покоя при этом должна находиться в интервале между положениями рабочей точки в режимах А и В. В этом случае КПД усилителя больше, чем в режиме А, а нелинейные искажения меньше, чем в режиме В.

Р е ж и м С характеризуется тем, что рабочую точку n выбирают за точкой отсечки и ток в транзисторе возникает только в течение некоторой части положительного полупериода входного напряжения. Этот режим сопровождается большими искажениями усиливаемого напряжения, но КПД устройства может быть очень высоким и приближаться к единице. Режим С применяют в избирательных усилителях и автогенераторах, которые благодаря наличию колебательных контуров или других частотно-зависимых устройств выделяют лишь основную гармонику из несинусоидального напряжении, возникающего вследствие больших нелинейных искажений.