Главное преимущество каскада ОЭ перед каскадом ОБ заключается в меньшей входной мощности; иначе говоря, каскад ОЭ имеет больший коэффициент усиления мощности. Этот выигрыш, казалось бы, можно оценить величиной I + Р, поскольку базовый ток в 1 + р раз меньше эмиттерного. Однако в схеме ОЭ допустимое коллекторное напряжение ниже, чем в схеме ОБ (см. § 4-7), а это ограничивает величину R. Поэтому согласно (12-13) выигрыш в коэффициенте усиления мощности снижается по сравнению с величиной 1 + Р, которая подразумевает одинаковые значения i?H в обеих схемах. Тем не менее выигрыш в значении Кр на порядок можно считать типичным.

По другим показателям каскад ОЭ уступает каскаду ОБ. В этом легко убедиться пз рис. 12-7, где точки А, В и С по-прежнему соответствуют режиму покоя, минимальному напряжению и минимальному току.

Прежде всего в схеме ОЭ рабочий диапазон напряжений используется хуже, чем в схеме ОБ, так как напряжение в точке В принципиально не равно нулю. Соответственно меньше оказывается максимальный к. п. д. коллекторной цепи. Температурная зависимость р (7) и отсутствие сопротивления R несколько ухудшают стабильность рабочей точки и повышают температурную зависимость г] (Т). Наконец, каскад ОЭ дает большие нелинейные искажения в коллекторной цепи: они обусловлены ярко выраженной зависимостью р от тока. В связи с этим амплитуды токов и напряжений во время положительного и отрицательного полупериодов заметно различаются (на рис. 12-7 эти амплитуды обозначены знаками + и - ) .

Расчет нелинейных искажений осуществляется тем же графоаналитическим методом, который описан выше. Следует заметить, что искажения, возникающие в выходной цепи, могут частично компенсировать искажения, возникающие во входной цепи, так как в последнем случае подчеркивается положительная полуволна

Рис. 12-7. Режим работы транзистора в каскаде ОЭ класса А.

Строго говоря, амплитуды /+, акс m макс ВДУт отсчитывать от

уровня /о, который не совпадает с уровнем /д. Однако, поскольку указанные уровни различаются не очень сильно, на рис. 12-5 и 12-7 они приняты совпадающими.

тока (рис. 12-4, б), а б первом - отрицательная (рис. 12-7). Следовательно, при некотором оптимальном сопротивлении можно добиться условия

Р*/б т маис = Р /б m макс1

при котором /тмакс = ктмакс- В ЭТОМ случас 2-Я И вообщс четные гармоники оказываются несущественными и рассчитывать коэффициент нелинейных искажений по формуле (12-1) нельзя; нужно использовать мегод пяти ординат [62, 134] . Однако на практике оптимальное значение Rr.onx нередко оказывается значительно большим значения /?вх.ср. а это означает, что при реализации оптимального сопротивления Rr.onx минимум нелинейных искажений будет покупаться ценой рассогласования данного каскада с предыдущим, т. е. ценой ухудшения общего коэффициента усиления мощности.

Коэффициент трансформации определяется формулой (12-15), в которой под Rr обычно понимают /?вх.ср или несколько большую величину (в последнем случае достигается компромисс между условием согласования и минимальными нелинейными искажениями).

12-3. ДВУХТАКТНЫЕ КАСКАДЫ КЛАССА В

Для транзисторных усилителей мощности более характерна работа в классе В, чем в классе А, в связи со значительно большей

экономичностью первого. В основу анализа кладется каскад ОБ, потому что каскад ОЭ имеет те же относительные преимущества и недостатки, которые рассмотрены в § 12-2.

Энергети .еские соотношения. Схема каскада, приведенная на рис. 12-8, отличается от аналогичной ламповой схемы отсутствием источвдка смещения. Такой источник не нужен, так как каждый из транзисторов запирается в самом начале соответствующего отрицательного полупериода (для кремниевых транзисторов - в конце положительного полупериода, см. входную характеристику на рис. 2-21, б). При поступлении синусоидального сигнала оба транзистора работают поочередно, каждьп! в течение одного полу-периода (рис. 12-9 и 12-10); в нагрузке токи от обоих транзисторов складываются.

Рис. 12-8.

Двухтактный са В.

каскад ОБ клас-

1 Анализ показывает, что даже при оптимальном значении нелинейные искажения в каскаде ОЭ больше, чем в каскаде ОБ, при одной и той же выходной мощности

в отсутствие сигнала рабочая точка транзистора (рис. 12-9) определяется линией нагрузки rj и кривой, соответствующей очень малому току h, протекающему при коротком замыкании эмиттера с базой. Практически можно считать Ia = /ко и Va == Е- Для полного использования транзистора нужно, как и в однотактном

Транзистор Ц

Рис. 12-9. Режим работы транзистора в каск.чде ОБ класса В.

Рис. 12-10. Вре.меняые диаграммы токов и напряжений в двухтактном каскаде класса В.

~ ктмакс- ВмССТО ВЫрЗЖе-

каскаде, выполнить соотношение Ua НИИ (12-4) получаются выражения

гк. акс = 2 кт акс + кВ: (12-15а)

Ki макс ~/кт макс /к Л1 (12-156)

а вместо неравенств (12-5) - неравенства

KmM Kc<YK-flon; (12-16а)

1* . t ,

к m макс к. ДОП- (12-166)

Руководствуясь соотношениями (12-16), а также формулами (12-2), выбирают максимальные амплитуды для получения необходимой мощности Рн. макс Послс ЭТОГО сопротивлсние Ra определяется

из формулы (12-6), а коэффициент трансформации щ = 4 Ду ьуз] -

из формулы (12-7) \

При использовании неравенств (12-16) следует учитывать необходимый запас ,ог6воренный в сноске на с. 415. , .