Для работы каскада в режиме Л на базу подается такое напряжение смещения, чтобы рабочая точка Р, определяющая исходное состояние схемы при отсутствии входного сигнала, располагалась примерно на середине прямолинейного участка характеристики (рис. 12,15, а). В этом режиме напряжение смещения Оэр "О абсолютной величине всегда больше амплитуды входного сигнала (/бэр > нх), а ток покоя /к р всегда больше амплитуды переменной составляющей выходного тока (/к р > /кяг). Поэтому в режиме Л при подаче на вход каскада синусоидального напряжения в выходной цени будет протекать ток, изменяющийся также но синусоидальному закону. Это обусловливает минимальные нелинейные искажения сигнала. Однако этот режим является наименее экономичным. Дело в том, что полезной является лишь мощность, выделяемая в выходной цепи за счет переменной составляющей выходного тока, а потребляемая мощность определяется значительно большей вспичиной постоянной составляющей. Поэтому к. п. д. усилительного каскада в режиме Л составляет лишь 20-30%. Обычно в этом режиме работают каскады предварительного усиления или маломощные выходные каскады.

В режиме В (рис. 12.15, 6) рабочая точка выбирается так, чтобы ток покоя был равен нулю. При подаче на вход сигнала ток в выходной пени каскада протекает лишь в течение половины периода изменения напряжения сигнала. В этом случае выходной ток имеет форму импульсов с углом отсечки Q ~ (углом отсечки принято называть половину той части периода, в течение которой проходит ток). Режим В характеризуется высоким к. п. д. усилителя (60-70%), так как постоянная составляющая выходного тока значительно меньше, чем в режиме Л . Однако режим В характеризуется большими нелинейными искажениями сигнала, вследствие чего элот режим используется главным образом Б мощных двухтактных каскадах.

Режим ЛВ является промежуточным между режимами Л и В (рис. 12.15, в).

Типичная схема однотактиого выходного каскада с общим эмиттером показана на рис. 12.16. Элементы схемы Ср, Re, R"b, Сэ и Rs выполняют те же функции, что и в предварительных каскадах усиления. Выходной трансформатор служит для согласования сопротивления нагрузки с выходным сопротивлением транзистора. Если пренебречь потерями в трансформаторе, то можно считать, что мощность в первичной и вторичной обмотках остается неизменной, т. е. Pi = Рц.

В Этом случае можно записать

где Rf и Ru- сопротивления первичной и вторичной цепей трансформатора переменному току.

Разлагая импульсы тока коллектора в ряд Фурье, можно доказать, что для режи-ма В постоянная составляющая (среднее значение тока за период) составляет

приблизительно - г е /„ ~0Ч1й /

Для получения максимальной мощностг! полезного сигнала сопротивление первичной цепи переменному току должно быть равно оптимальному сопротивлению коллекторной нагрузки транзистора (н.опт), при котором произведение переменных составляющих на-

Рис. 12.16. Одкотактный 1зьтходной каскад транзисторного усилителя.

Рис, 12. 15. Графики, иллюстрирующие работу усилительного каскада в режиглах; а ~ клр.ссл А; б - класса В; в - класса /В.

Рнс. 12. !7. Графический анализ работы однотактного выходного каскада в режиме А.

пря;ксния и тока в коллекторной цепи оказывается максимальным. Поэтому примем Ri = Rujuj-

Сопротивление вторичной цепи переменному току равно сопротивлению нагрузки т. е. Ru = Поэтому

DDT 11

Разделив левую и правую части данного равенства на Ui, получим

к,опт

Отношение предстувляет собой коэффициент трансформации

выходного трансформатора (/г). Следовательно,

п-=л/ -к. (12.24)

Величина R (сонротивление нагрузки потребителя) обычно задается. Что же касается сонротивления R„.ont, то его следует определить графическим путем из условия получения максимальной неискаженной мощности сигнала.

Рассмотрим рис. 12.17, иллюстрирующий работу выходного каскада в режиме Л. На рисунке изображено семейство статических выходных характеристик транзистора заданного типа. На этом же графике показана линия предельно допустимой р.ющности, рассеиваемой на коллекторе транзистора (Ркшах), имеюшая вид гиперболы (эта кривая обычно приводится в справочниках). Теперь необходимо установить положение рабочей точки. Рассуждаем следующим образом. Допустим, входной сигнал еще не подается. Тогда в цепи коллектора транзистора проходит постоянный коллекторный ток (ток покоя), а сопротивление этому току фактически равно омическому сопротивлению первичной обмотки (W,) выходного трансформатора. Обозначим это сопротивление г. Очевидно, что его величина невелика (близка к нулю). Поэтому в режиме покоя практически все напряжение источника питания прикладывается к участку коллектор - эмиттер транзистора. Нагрузочная прямая для этого случая (линия статической нагрузки) пройдет из точки на оси абсцисс, соответствующей напряжению почти параллельно оси токов (рис. 12.17). Найдем пересечение линии статической нагрузки (ЛСН) со статической характеристикой, занимающей среднее положение в семействе характеристик (иа рис. 12.17 эта характеристика соответствует току базы /вг). Предварительно примем эту точку за рабочую точку Р, определяющую исходное состояние каскада. Теперь через эту точку следует провести нагрузочную прямую (НП) под таким углом, чтобы выбранная рабочая точка делила эту прямую на две примерно равные части (АР и РВ на рис. 12.17, где точки А я В соответствуют пересечению нагрузочной прямой с крайними статическими характеристиками транзистора). Если этого не удается сделать, то надо расположить рабочую точку выше или ниже ее предварительно выбранного положения, но обязательно на ЛСН, и повторить построение. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы рабочая точка находилась возможно ближе к линии предельно допустимой мощности Рктах, НО лсжала ниже нее.

В точках пересечения нагрузочной прямой с крайними статическими характеристиками транзистора определяем лшнимальпые и максимальные значения тока и напряжения коллекторной цепи: /ктш,

КЭпНп, /кгаах, КЭтах (рИС. 12.17).

Обратим внимание на то, что при поступлении входного сигнала рабочая точка будет перемещаться но динамической линии нагрузки (ее пересечение со статической нагрузочной пряюй лишь частный