5. Каскады усиления мощности.

Каскад усиления мощности класса А.

Для усилителя мощности класса А применяют трансформаторную связь с нагрузкой. В режиме покоя за счет напряжения смещения U_CM ,подаваемого на базу, протекают токи I_{Б, П} и I_{К, П} (ток базы покоя и ток коллектора покоя). I_{К, П}=I_{Б, П}+(+1) I_КБО.

+Максимальный КПД достигается при больших значениях , т.е. при усилении больших сигналов.

+Мощность потребляемая от источника Р₀,не зависит от передаваемого сигнала.

+Максимальная мощность потерь Р_К имеет место в режиме покоя, т.к. U_ВХ=0.

- низкий КПД, особенно при малых значениях вх напряжения, мощность Р₀ не зависит от вх. сигнала и при малых сигналах затрачивается впустую. Каскад должен иметь трансформаторную связь с нагрузкой, → невозможность передачи однополярных сигналов.

Однотактный каскад класса В.

В режиме покоя смещение на базу транзистора не подается и ток коллектора покоя равен I_КЭО0. Мощность Р_К=0, т.е. нагрева транзистора в режиме покоя практически не происходит. При подаче на базу транзистора положительного вх сигнала вых напряжение равно: U_ВЫХ=i_КR_Н. При отрицательном напряжении на входе транзистор заперт: U_ВЫХ =0. Такой усилитель класса Б может усиливать только однополярные сигналы. Определим КПД каскада: U_ВЫХ= U_{ВЫХ m}.(U_{ВЫХ m} – амплитуда выхода, является действующим значением). P_Н=U_{ВЫХ m}/R_Н=(E_К)²/R. P₀=E_КI_К=E_КU_{ВЫХ m}/R_Н=E_К²/R_Н. =.

+КПД каскада класса В выше, чем класса А особенно для малых и средних сигналов U_ВХ.

+Мощность потребляемая от источника Е_К минимальна в режиме покоя и увеличивается при росте U_ВХ.

+Мощность потерь максимальна при средних значениях , но меньше чем максимальная мощность потерь в усилителях класса А.

Двухтактный каскад усиления мощности класса В – усиливает двухполярные сигналы.

1)Двухтактный каскад усиления с транзисторами разной проводимости. В режиме покоя оба транзистора заперты. При подаче положительного U_ВХ схема работает как однотактный каскад класса В, транзистор V₂ заперт. При U_ВХ<0, V₁ заперт. Т.о. транзисторы вступают в работу поочередно в зависимости от полярности усиливаемого сигнала. Для двухтактного каскада усиления мощности класса В справедливы соотношения однотактного усилителя класса В.

2) На транзисторах одной проводимости. При U_ВХ>0, V­₁ открыт, V­₂ заперт обратным напряжением на входе (–кU_ВХ). При U_ВХ<0, V­₁ заперт, кU_ВХ отпирает транзистор V­₂ и транзистор работает как эмиттерный повторитель.

В схеме один источник питания, но наличие транф-ра в ней обязательно. Оба транзистора работают по схеме с общим эмиттером. На их базы подаются сигналы +U_ВХ и –U_ВХ , что обеспечивает при U_ВХ >0, отпирание V₁, при U_ВХ<0 – отпирание V₂.

6. Идеальный операционный усилитель

Идеальный ОУ имеет коэффициент усиления по напряжению: K_U=U_BbIX/U_BX; K_U→ ∞; R_BX→ ∞; R_BbIX→ 0. ОУ является усилителем пост. тока. В ОУ очень мал дрейф нуля. Вых. напряжение для дифференциального ОУ: U_BbIX= K_U(U_{BX 1}- U_{BX 2}). При подаче сигнала на прямой вход: U_BbIX= K_U(U_{BX 1}), а при подаче на инвертирующий: U_BbIX= -K_UU_BX.

Для улучшения параметров УО применяют ОС.