Усилватели на мощност


Категория на документа: Други


Силната нелинейност на входната характеристика на биполярните транзистори означава, че при синусоидално входно напрежение, на което е пропорционално тяхното Ube, се получават несинусоидален базов и колекторен ток и съответно несинусоидално изходно напрежение. При усилватели на напрежение обикновено се работи с малки Ube и нелинейността е незначителна, т.е. входната характеристика може да се приеме за линейна. За получаване на голяма Ро от усилвателите на мощност са необходими големи Uo и Ube и следователно се получават големи нелинейни изкривявания. Това прави задължително използването на ООВ за намаляването им.

При усилвателите на напрежение работната точка е около средата на линейната област на статичните изходни характеристики. Това не е задължително при усилвателите на мощност, като в зависимост от положението й има три основни класове на работа.

Клас А. Положението на работната точка е както при усилвателите на напрежение, поради което дори при липса на входен сигнал се консумира мощност от захранването. Това е причината максималната стойност на  да е 50%, а реалната да не надхвърля 35% (разсейвана мощност 2 или повече пъти по-голяма от изходната!). Поради по-малките нелинейни изкривявания в сравнение с другите класове, основното приложение на този клас е само във висококачествени усилватели за звуковъзпроизвеждане.

Клас В. Положението на работната точка В върху входната характеристика на биполярен транзистор е дадено на фиг. 18.2а. При липса на входен сигнал той е запушен и от захранването не се консумира никаква мощност. Това обуславя по-голям  от усилвателите клас А.

При променливо входно напрежение Ui транзисторът се отпушва само през част от положителния му полупериод, когато то надхвърли UBE0. Колекторният ток и изходното напрежение Uo са част от полусинусоида, което означава много големи нелинейни изкривявания. Основният начин за намаляването им е задължително да се усилват и на двата полупериода на синусоидата, което се постига с противотактна схема (двутактна схема).

а

б в
Фиг. 18.2

Принципът на действието й е даден на фиг. 18.2б. Транзисторът TN е n-p-n, а TP е p-n-p, като двата задължително са с еднакви параметри и представлят комплементарна двойка. Те са свързани като емитерни повторители с общ товар. При положителен полупериод на Ui се отпушва TN и през товара протича токът IoN. Същото положително напрежение определязапушеното състояние на TP. Отрицателният полупериод отпушва ТР и протича токът IoP, а TN остава запушен. Това действие води до времедиаграмата на изходното напрежение на фиг.18.2в. То също не е "чиста" синусоида, т.е. нелинейните изкривявания са по-големи, отколкото при клас А. Независимо от това този клас има голямо приложение поради простата си схема и стойностите на , които реално достигат до около 65% при максимална теоретична стойност 78,5%.

Клас АВ. Работната точка е върху входната характеристика в близост до UF0 (фиг. 18.3а), което означава необходимост от допълнителни елементи в схемата за осигуряване на постоянно напрежение база-емитер при липса на входен сигнал. Възможно е то да е равно на UВЕ0, транзисторите да са запушени без входен сигнал и максималната стойност на  да е както при клас В. Основната разлика е, че дори при най-малкото входно напрежение транзисторите се отпушват и в изходното напрежение не се губят части от полупериодите. Пример е схемата на фиг. 18.3б, в която диодите са отпушени чрез резисторите R и UВЕ0 е

а б
Фиг. 18.3

равно на напрежението в права посока UF0 на всеки от тях. За по-нататъшно намаляване на нелинейните изкривявания поради силно нелинейната входна характеристика в близост до UВЕ0, работната точка може да има постоянно напрежение база-емитер, по-голямо от UВЕ0. Например в схемата на фиг. 20.3б това се постига чрез прибавяне на още един диод.Резултатът е отпушени транзистори при липса на входен сигнал, което определя намаляване на максималната стойност на  под 78,5%. Независимо от това и по-сложната схема, клас АВ има голямо приложение във висококачествени усилватели с най-различни мощности.

??

??

??

??

110





Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Усилватели на мощност 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.