.

Рабочие режимы усилительных элементов

Рабочие режимы усилительных элементов  Активными элементами усилителей являются транзисторы и электронные лампы, включаемые между входным и выходным уст­ройствами. Энергетические и качественные показатели усилительных элементов определяются их режимом работы. Режим ламп и тран­зисторов выбирают по нагрузочным характеристикам, которые стро­ят в соответствующих семействах статических характеристик.
В зависимости от выбора исходного режима работы усилитель­ного элемента и амплитуды сигнала различают три основных рабо­чих режима — А, В и С; Рассмотрим их применительно к транзисто­рам.
В режиме А начальное положение рабочей точки на нагрузоч­ной прямой и амплитуду входного (управляющего) тока выбирают так, чтобы рабочая точка располагалась посередине рабочего уча­стка MN нагрузочной прямой где изменения тока Iк прямо пропорциональны изменениям управляющего тока (тока Iэ в схеме с ОБ,  и тока 1б в схеме с ОЭ, В этих условиях работы нелинейные искажения будут минимальны­ми. При усилении малых сигналов начальное положение рабочей точ­ки выбирают так, чтобы потребление мощности от источника было минимальным, а коэффициент передачи тока наибольшим. При уси­лении сигналов с большой амплитудой рабочую точку О выбирают посередине рабочего участка MN при управляющем токе покоя IСб =Iбз Для обеспечения выбранного режима работы во входной цепи за­дают начальный постоянный ток базы (ток покоя) IОб=Iбз, при этом амплитуда тока базы не должна выходить за пределы рабочей об­ласти, т. е. превышать Iбm<Iб5 — Iбз. По выбранной рабочей точке определяют начальные значения тока Iок и напря­жения Uок, а также их амплитудные значения 1кт и UKm, по которым рассчитывают: мощность, рассеиваемую коллектором в режиме по­коя Р0к=IокUок; полезную мощность в нагрузке Рк= 1/2 IктUкm; ко­эффициент передачи по току Kт=Iкт/Iбm. затем по входной нагрузочной или усредненной (типовой) ста­тической характеристике находят амплитуду пере­менного напряжения на входе Uбm. Обычно для усилителей режима А по этой характеристике определяют двойную амплитуду входного тока 21бт и напряжения 2Uбт, после чего рассчитывают: входную мощность РВК = 1/2 IбmUбm; коэффициенты усиления по напряжению Kn = UKm/Uбm и мощности Км=Рк/Рвх, входное сопротивление rвх = Uбm/Iбm. Нелинейность входной характеристики может вызвать искаже­ния сигнала. Для уменьшения искажений целесообразно снизить ам­плитуду входного сигнала. В режиме А ток Iк через транзистор проходит как при сигнале, так и без него, поэтому кпд усилителя мал. Режим А предпочтите­лен, когда нужны минимальные нелинейные искажения, а выходная мощность и кпд не имеют решающего значения. Обычно в этом ре­жиме работают каскады усилителей напряжения и маломощные вы­ходные каскады.
В режиме В начальное положение рабочей точки выбирают в области небольших токов коллектора, близких к IКбо Транзистор открыт лишь в течение половины периода, т. е. работает с отсечкой тока, угол которой 9=90°. Большой ток позволяет увеличить выходную мощность. В режиме В уровень нелинейных ис. кажений высок, поэтому этот режим используется в двухтактных схемах, компенсирующих указанный недостаток и позволяющих по­лучить большую выходную мощность.
Промежуточное положение между режимами А и В занимает режим АВ, более экономичный, чем А, и характеризуемый меньши­ми нелинейными искажениями, чем В. Применяется этот режим в основном в двухтактных схемах.

В режиме С начальное смещение соответствует режиму отсечки. При отсутствии сигнала транзистор тока не пропускает и начинает работать лишь после того, как входной сигнал превышает порого­вое значение, поэтому угол отсечки 0<90°. Режим С используется, когда нелинейными искажениями можно пренебречь, но необходима большая выходная мощность усилителя.