Струм колектора буде прямувати до нуля.

В режимі класу В струм спокою рівний 0, напруга спокою рівна Uж. Амплітуда коливань струму та напруги на навантаженні досягає максимальних значень. ККД складає 78%.

Недолік класу В – це нелінійні спотворення типу сходинки, що виникають за рахунок не лінійності вхідних характеристик.

Для лінеаризації характеристик і зменшення спотворення у вхідному колі можна включити додатковий опір Rбаластне. Тоді вхідний опір буде рівний:

Rвх = Rвх тр+ Rб

Чим більше Rб тим буде меншою не лінійність ходу, але разом з тим зменшується коефіцієнт передачі, оскільки значна частина опору спадає на Rб.

Для зменшення коефіцієнту гармонік і підвищення ККД використовують режим класу АВ, коли початковий струм і напруга (тобто робоча точка) розміщується на початку лінійної ділянки вхідної характеристики. Струм у вхідному колі протікає протягом часу меншого за півперіод сигналу.

Режим класу С реалізується при подачі у вхідне коло зворотного невеликого зміщення. Його можна зобразити на передаточних характеристиках.

В режимі класу С також зменшуються нелінійні спотворення сигналу при збереженні досить високого ККД.

Струм у вихідному колі протікає протягом часу меншого за півперіод. Застосовують такий режим для резонансних підсилювачів, коли можна забезпечити додаткове надходження енергії коливань в навантаження у випадках, якщо каскад працює в режимі генерації коливань.

Режим класу D – це ключовий режим, коли каскад працює в режимі великого сигналу. Весь основний час транзистор знаходиться в режимі відсічки або в режимі насичення. Вихідний сигнал має форму прямокутних імпульсів. ККД максимальний, а втрати зумовлені частотними параметрами транзистора, тобто тривалістю процесів перемикання його з відкритого у закритий стан і навпаки. Застосовується у цифровій та імпульсній техніці.

2.6 Резистивний каскад підсилення. Методи стабілізації

температурного режиму підсилювача за постійним струмом

Режими роботи за постійним струмом можна задати двома способами:

1. з допомогою фіксованого струму бази;

2. з допомогою фіксованого потенціалу бази.

При цьому використовують загальне джерело живлення вихідного каскаду. У І випадку між джерелом живлення та базовим електродом вмикання джерела струму. Оскільки вимогою для класифікації джерел струму є досить великий опір (вихідний), то найпростіше його можна реалізувати у вигляді резистора, що ввімкнений до Еж.

ІІ випадок. Для задання фіксованого потенціалу бази можна використовувати резистивний подільник R1, R2. Тоді початковий фіксований потенціал буде повністю визначатись співвідношенням:

Оскільки наявність шумових сигналів та наводок на вході може впливати на режим підсилення каскаду на вході за постійним струмом, то сигнали постійних завад на вході і виході підсилювального каскаду розділяють з допомогою роздільних конденсаторів Ср1 і Ср2.

При роботі підсилювача в режимі великих сигналів, а також в режимі класу А значна потужність розсіюється на самому підсилювальному елементі – транзисторі. Це може приводити до неконтрольованого зростання зворотного теплового струму через колекторний перехід.

Збільшення цього струму приводить до додаткового зростання струму через перехід база-емітер. Враховуючи, що емітерний перехід володіє певним вхідним опором Rвх, це приведе до постійного зростання вхідної напруги:

, що є рівносильним зміні режиму роботи підсилювача за постійним струмом.

Для стабілізації режиму підсилювача за температурою, найбільш ефективним методом є застосування схем зворотного від’ємного зв’язку за струмом або напругою:

для стабілізації з допомогою послідовного від’ємного зв’язку за струмом використовують той факт, що вихідний струм протікає не тільки в колекторному, а і в емітерному колі схеми із загальним емітером. Ввімкнення Rе призведе при зростанні теплового струму Іко до додаткового спаду напруги Uке.

Відповідно потенціал емітера відносно загального проводу в точці а зросте. Таким чином зростання потенціалу бази в точці б відносно загального проводу буде приводити до зростання потенціалу емітера, а різниця напруг ΔUбе буде залишатися постійною, якщо Re>>Rвх. На лінії навантаження робоча точка А зміщується в положення А’ при постійному зростанні струму. Введення від’ємного зворотного зв’язку з допомогою Re приводить до зміщення з точки А’ в точку А’’.

Разом з тим зменшується коефіцієнта підсилення каскаду за рахунок зростання вхідного опору схеми для змінної складової сигналу. Для уникнення цього в схему вводиться Се, який забезпечує зменшення вхідного опору для змінної складової керуючого сигналу.

2. стабілізація з допомогою паралельного від’ємного зворотного зв’язку за напругою здійснюється ввімкненням резистору зв’язку між колектором і базою транзистора. При цьому враховується, що схема схема із загальним емітером забезпечує інвертування сигналу, тому напруга, що подається з виходу на вхід є протифазною до вхідного сигналу. Для зменшення впливу термостабілізації на змінну складову сигналу на вході потрібно ввімкнути аналогічно до попереднього випадку елемент, який зменшує вхідний опір схеми, щоб він (С1) не шунтував вхідний сигнал Rзв, розділений на дві частини Rзв1 та Rзв2.

Іншим методом стабілізації є використання додаткових джерел струму.

2.7 Реалізація джерел струму з допомогою транзисторних каскадів

Оскільки вихідна характеристика транзистора при фіксованому вхідному струмі практично виходить на насичення, то це означає, що вихідний струм мало змінюється при значному коливанні вихідної напруги, тобто такий каскад володіє значним вихідним опором.

Якщо забезпечити режим роботи транзистора, при якому вхідний струм є стабільним, то зміни колекторного навантаження в певних межах не приведуть до значної зміни струму колектора.

Величину вихідного струму можна таким чином стабілізувати, задаючи вхідний струм. Для цього використовують стабілізацію потенціалу бази за допомогою прямо зміщеного діода (мал.а) або з допомогою ланки, що складається з стабілітрона VD і резистора Re (мал.б). В другому випадку можна одержати регульоване джерело струму за допомогою змінного Re.

2.8 Особливості каскадів підсилення схем емітерного та витокового повторювачів

Режими роботи польового транзистора задаються задаються аналогічно як і біполярного, однак, враховуючи те, що вхідний опір польових транзисторів є дуже великим, то резистор в колі витоку Rв може відігравати подвійну функцію, тобто використовується і як елемент температурної стабілізації, і як елемент, що разом з опором зміщення Rзм задає режим роботи підсилювача. Rзм необхідне для завершення кола гальванічного зв’язку між входом і виходом транзистора.

Емітерний та витоковий повторювачі – це підсилювальні каскади, що охоплені 100% від’ємним зворотнім зв’язком. В цьому випадку немає підсилення за напругою, а коефіцієнт підсилення за струмом:

100% зворотній зв'язок забезпечує теоретично необмежене зростання вхідного опору і зменшення до нуля вихідного опору, тому такі каскади використовують для узгодження високоомного джерела сигналу з низькоомним навантаженням

2.9 Повторювач струму типу струмове дзеркало

Для забезпечення заданих характеристик транзисторних каскадів за струмом або напругою використовують комбіноване ввімкнення кількох транзисторів.

Схема «струмове дзеркало» призначена для забезпечення стабільності величини струму у вихідному каскаді за рахунок стабільності вхідного струму.

Вона складається з двох транзисторів однакового типу провідності ввімкнених послідовно.

Транзистор VT1 ввімкнений у діодному режимі, оскільки колектор його замкнено з базою.

Відкриваючі напруги однакові: Uбе1 = Uбе2.

Якщо параметри транзисторів однакові, то однаковими будуть Іб1 = Іб2, Ік1 = Ік2.

Вихідний струм в схемі Івих = Ік2, тоді як вхідний струм Івх= Іб1 + Ік1 + Іб2.

Оскільки Іб1<<Iк2, то з достатньою степінню точності можна вважати, що

Таким чином вихідний струм практично повторює струм вхідного кола.

2.10 Складені транзистори

Для забезпечення узгодження за вхідним та вихідним опором різних каскадів і можливості керування потужним вихідним каскадом з допомогою малопотужного сигналу використовують складені транзистори за схемами запропонованими Дарвінгтоном.