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: Р_ип = U_п1I₁ + U_п2I₂ . 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       U_m = U_п :   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 U_бэ. 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 R_н, начальные токи двух транзисторов взаимно ком-

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

 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 U_бэ 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.