Схемотехника: Лабораторный практикум, страница 24

Точно такой же будет формула для напряжения на нагрузке в отрицательную полуволну. Для того чтобы обе полуволны были симметричны, необходимо иметь одинаковый коэффициент усиления обоих транзисторов.

Оценим кпд усилителя класса В для синусоидального сигнала. Ток в нагрузке в любой момент времени равен: . Полезная мощность, выделяемая в нагрузке: .

Если I1 и I2 – постоянные составляющие токов коллектора транзисторов VT1 и VT2, то мощность, потребляемая от источника питания, будет содержать два компонента: Рип = Uп1I1 + Uп2I2 . Используя интегральные выражения для среднего значения тока и полагая равными два напряжения питания, получим:

         .        (7.6)

В результате, кпд может быть найден из выражения:

                                        (7.7)

Очевидно, что максимальное значение кпд для класса  В будет при       Um = Uп  т.е. 78,5 % и тогда при равной выходной мощности, усилитель, работающий в классе В, может иметь менее мощные транзисторы, чем это было бы необходимо для класса А.

Однако, в следствие того, что транзисторы имеют пороговое напряжение база-эмиттер (для кремния 0,65 В), рассмотренная схема скорее может быть отнесена к классу С, работающему с отсечкой входного сигнала, рис. 7.5.

Вследствие отсечки на осциллограмме выходного сигнала усилителя возникают искажения, именуемые «центральные ступеньки». Избавиться от данных искажений позволяет схема, изображенная на рис. 7.6. В ней параллельно переходам база-эмиттер транзисторов установлены диоды VD1 и  VD2, создающие начальное смещение на данных переходах. Если параметры диодов совпадают с характеристиками переходов база-эмиттер, то, пропуская через диоды определенный ток, ограничиваемый резисторами R1 и R2, можно получить на них падение напряжения, компенсирующее пороговое напряжение Uбэ. Однако для полного устранения искажений оказывается необходимым создать в цепи выходных транзисторов небольшой начальный ток, что позволяет выйти на линейный участок входной характеристики транзисторов. Такой режим называется АВ (точка АВ на рис. 7.2). Протекая через сопротивление нагрузки Rн, начальные токи двух транзисторов взаимно ком-

пенсируются, создавая в режиме покоя нулевое падение напряжения на Rн.

 Уравнивание токов обоих транзисторов осуществляется регулировкой сопротивления R2. Токи в цепях транзисторов VT1 и VT2 окажутся равными, когда потенциал в точке соединения диодов VD1 и VD2 при отсутствии входного сигнала установится равным нулю. Если под воздействием входного сигнала потенциал данной точки станет положительным, то увеличится ток в цепи диода VD2. Это приведет к увеличению падения напряжения на нем, а значит и напряжения Uбэ транзистора VT2. В результате, ток транзистора VT2 также увеличится. В отрицательную полуволну входного сигнала увеличение тока произойдет в цепи транзистора VT1. Кпд такой схемы ниже, чем в классе В, но существенно выше, чем в классе А.

7.3. Задание на проведение исследований

1. По заданию преподавателя рассчитайте, соберите и для каждого из  усилительных каскадов классов В и АВ сначала исследуйте режимы по постоянному току, а затем снимите зависимость выходного напряжения усилителей и тока, отбираемого от источника питания, от величины входного напряжения на частоте в несколько кГц. Сопротивление нагрузки усилителей задается в пределах 8 – 12 Ом, а сопротивления, ограничивающие ток диодов в схеме усилителя класса АВ, выбираются такими, чтобы протекающий через резисторы ток находился в пределах 1 – 1,5 мА.