V. Содержание отчёта

1. Принципиальная схема усилителя и список используемых измеритель-ных приборов.

2. Графики: ;;.

3. Осциллограммы выходного напряжения.

4. Краткие выводы, поясняющие полученные результаты.

Литература: [2], с. 83…87; 110…119.

Работа 5

ИССЛЕДОВАНИЕ оконечного каскада при работе транзисторов в режиме «В»

I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение энергетических свойств оконечного каскада ОЭ и вносимых им нелинейных искажений при работе транзисторов в режиме «В».

II. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Для повышения КПД каскада и лучшего использования транзистора по мощности применяется режим «В», при котором исходная рабочая точка выбирается в начале сквозной динамической характеристики (рис. 18).

При этом если пренебречь малым начальным током , то можно счи-тать, что коллекторный ток проходит через транзистор только в течение одного полупериода (угол отсечки). Поэтому неискажённое воспроизведение симметричного сигнала при апериодическом характере нагрузки (отсутствие резонансного контура в выходной цепи) возможно только при использовании двухтактной схемы каскада, в которой коллекторные токи транзисторовивзаимно дополняют друг друга. Это может быть также объяснено происходя-щей в нагрузке компенсацией чётных гармоник искажений.

Рис. 18. Выбор исходного режима при работе оконечного транзистора

в режиме «В»

Диаграмма работы транзистора в режиме «В» приведена на рис. 19 для полупериода, соответствующего его отпиранию.

Угол наклона δ выходной динамической характеристики АВ определяет-ся здесь сопротивлением плеча , поскольку транзисторы работают пооче-рёдно,.

Рис. 19. Диаграмма работы транзистора в режиме класса «В»

Мощность, выделяемая обоими транзисторами каскада в сопротивлении нагрузки коллекторной цепи,

.

Мощность, потребляемая каскадом от источника питания, , где– среднее за период значение коллекторного тока транзистора.

При угле отсечки (режим «В») амплитуда первой гармоники кол-лекторного тока, а среднее значение коллекторного тока.

КПД каскада ,

где – коэффициент использования коллекторного напряжения. При;.

Мощность рассеяния на коллекторном p-n–переходе транзистора так же, как и в режиме «А», равна разности мощностейи, относящихся к одному транзистору. Однако в рассматриваемом случае обе эти мощности являются функциями напряжения сигнала, поскольку от него зависят токии.

Учитывая характер этих зависимостей, получаем

.

Из рис. 20, на котором по оси абсцисс отложены величины , пропорциональные напряжению сигнала, видно, что величинапроходит через максимум. Исследование выраженияпоказывает, что максимум мощностиполучается при(сопротивление нагрузки предпо-лагается чисто активным).

Рис. 20. Зависимости выходной и потребляемоймощностей,

а также мощности, рассеиваемой на коллекторе от

коэффициента использования коллекторного напряжения ξ

В режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует (), мощность рассеянияи каскад практически не потребляет энергию от источника пи-тания. Однако применение режима «В» в его чистом виде оказывается обычно невозможным из-за нелинейности сквозных динамических характеристик тран-зисторов, в результате чего получаются нелинейные искажения типа централь-ной отсечки (см. рис. 21, а, б).

Рис. 21. Диаграммы искажений, возникающих в режимах «В» и «АВ»

Кроме того, при наличии реактивностей в цепях каскада полные запира-ния и отпирания транзисторов, происходящие на протяжении каждого из пери-одов, приводят к дополнительным нелинейным искажениям, вызываемым соот-ветствующими переходными процессами. Поэтому на практике применяют ре-жим «АВ», при котором угол отсечки несколько превышает 90^о, а исходный коллекторный ток , вследствие чего результирующая динамическая ха-рактеристика каскада спрямляется, а форма кривой результирующего (разност-ного) тока приближается к синусоидальной ( рис. 27, в, г).

Поэтому .