5 6) Режимы работы усилительных каскадов

Режимом класса А, или просто режимом А, называют такой режим работы усилительного элемента или усилительного каскада, при котором ток в выходной цепи протекает в течении всего периода сигнала и крайние положения рабочей точки не выходят за пределы рабочей, относительно прямолинейной сквозной или проходной динамической характеристики (рис. 1). Если проще, то режим А - это такой режим, при котором ток на выходе протекает в течении всего периода сигнала, а положение рабочей точки не выходит за пределы прямолинейного участка проходной динамической характеристики. При входном сигнале, имеющем оба полупериода одинаковой амплитуды, для обеспечения сказанного точка покоя должна находиться в середине прямолинейного участка характеристики, что достигается подачей соответствующего тока или напряжения смещения во входную цепь. Если проще, то в режиме А рабочая точка должна находиться на середине прямолинейного участка характеристики.

Режимом класса В или просто режимом В называют такой режим работы усилительного элемента или каскада, при котором ток в выходной цепи существует в течении половины периода сигнала (рис. 2). Точка покоя в режиме В расположена на нижнем конце идеализированной, т. е. спрямлённой динамической характеристики, для чего во входную цепь вводят смещение необходимой величины.

При режиме С точка покоя располагается на горизонтальной оси, левее точки пересечения проходной характеристики с горизонтальной осью (рис. 3), и ток при отсутствии сигнала, а также при слабых сигналах равен 0. В таком режиме угол отсечки меньше 90º.

Рис. 3 - Работа усилительного элемента в режиме С

В режиме С использование двухтактной схемы не дает возможности получить в выходной цепи сигнал той же формы, что и подаваемой во входную, почему такой режим не применяют для усиления гармонических сигналов произвольной формы. Тем не менее, этот режим может быть использован в однотактной схеме для усиления прямоугольных импульсов одной полярности, если пропорциональность выходных импульсов входным не является необходимой.

Режимом D или ключевым режимом называют такой режим работы усилительного элемента, при котором он во время работы находится только в двух состояниях - полностью закрытом, когда ток в его выходной цепи практически отсутствует, или в полностью открытом, когда падение напряжения между его выходными электродами близко к нулю. При таком режиме потери энергии в усилительном элементе ничтожны, т. к. в обоих состояниях выделяющаяся в нем энергия очень мала, поэтому КПД каскада можно получить очень близким к единице, т. е. близким к 100%.

Ключевой режим используется лишь для усиления прямоугольных импульсов произвольной длительности и скважности. По амплитуде усиленные импульсы получаются практически равными напряжению источника питания и не зависят от амплитуды импульсов на входе. Такой режим широко используется в цифровой технике, во всевозможных управляющих, регулирующих, следящих устройствах, где режим D вследствие высокого КПД и малого потребления энергии находит широкое применение.