Выходные каскады.

Выходные каскады должны обеспечивать заданную достаточно большую мощность в нагрузке, основными параметрами являются коэффициент полезного действия h и коэффициент нелинейных искажений КНИ.

,

где I_m, U_m – амплитуды переменной составляющей, I_ср – средний ток, E – напряжение источника питания. КПД зависит от выходной мощности и определяется для максимального значения P_вых.

Допустимое значение КНИ определяется конкретными требованиями к аппаратуре.

В выходных каскадах применяются двухтактные схемы класса B или AB. Двухтактные схемы состоят из двух усилителей, один из которых усиливает положительную, другой – отрицательную полуволну входного сигнала, и на выходе эти полуволны складываются. В результате получается приемлемое значение КНИ. В этих схемах амплитуда выходного напряжения U_m=E, средний ток равен

.

Отсюда

Простейшая двухтактная схема класса B на комплементарных транзисторах приведена на рис.8.28 а. В этой схеме в исходном состоянии оба транзистора заперты, n-p-n- транзистор Т1 усиливает положительную полуволну входного сигнала при U_вх>U^*, ток протекает по стрелке 1, p-n-p- транзистор Т2 усиливает отрицательную полуволну при U_вх<-U^* и ток протекает по стрелке 2. Эта схема, однако, дает сравнительно большие нелинейные искажения, что связано с наличием «пятки» на входной ВАХ кремниевых транзисторов. Форму выходного сигнала можно получить с помощью совмещенных характеристик (рис.8.28 б). На этих характеристиках кривая 1 соответствует транзистору Т1, кривая 2 – транзистору Т2. Как видно, длительности полуволн на выходе меньше полупериода и они отделены друг от друга небольшими горизонтальными участками (не усиливаемые части синусоид заштрихованы). Очевидно, искажения будут особенно существенны при малых входных сигналах с амплитудой, сравнимой с U^*.

На рис. 8.29 а приведена двухтактная схема класса AB, в которой этот недостаток устранен. Это достигается введением раздельного смещения на базы транзисторов с помощью схемы сдвига уровня, на вход которого поступает входной сигнал на уровне U⁰=2U^*. На базу транзистора Т1, таким образом, поступает напряжение U^*+U_вх, на базу транзистора Т2 - напряжение - U^*+U_вх. Совмещенные характеристики приведены на рис.8.29 б.

Поскольку характеристики интегральных n-p-n- и p-n-p- транзисторов значительно различаются в схемах рис.8.28 и 8.29 в качестве транзистора Т2 часто используют составной p-n-p- транзистор, что повышает симметрию каскада и уменьшает нелинейные искажения.

Дата добавления: 2015-07-21