itciskra.ru
Класс А — одна из наиболее простых и распространенных схем смещения полевого транзистора. Она основана на установке рабочей точки, в которой транзистор находится в режиме проводимости на протяжении всего периода сигнала. Такая схема обеспечивает линейную передачу сигнала, что делает ее подходящей для усилителей звука и радиоприемников, где необходимы точность и стабильность.
Класс B — это схема смещения полевого транзистора, при которой транзистор находится в режиме проводимости только для положительной или отрицательной полуволны сигнала. Такое смещение позволяет увеличить эффективность работы транзистора, что особенно важно для мощных усилителей. Однако класс B схема также имеет недостаток — на выходе возникает искажение сигнала.
Класс AB — это комбинация классов А и B. В этой схеме транзистор находится в режиме проводимости на протяжении большей части сигнала, и только в моментах перехода сигнала с положительной на отрицательную полуволну переключается в режим проводимости. Такая схема обеспечивает более высокую эффективность по сравнению с классом А и уменьшает искажение, характерное для класса B.
Класс С — это схема смещения полевого транзистора, при которой транзистор находится в режиме проводимости только в течение малой части сигнала, т.е. он включается на определенный промежуток времени. Такое смещение позволяет достичь еще большей эффективности и использовать транзистор в узких диапазонах частот. Однако эта схема также требует более сложной системы управления и обеспечения стабильности рабочей точки.
Схемы смещения полевого транзистора
Схема смещения полевого транзистора представляет собой устройство, которое обеспечивает необходимое напряжение и ток для правильной работы транзистора в определенном классе.
В зависимости от класса работы полевого транзистора существуют различные схемы смещения:
- Схема смещения класса А: в этой схеме транзистор находится в режиме насыщения при нулевом входном сигнале. Это обеспечивает стабильность рабочей точки транзистора и отсутствие искажений в выходном сигнале.
- Схема смещения класса B: в этой схеме транзистор находится в режиме насыщения только при положительной полуволне входного сигнала. Это позволяет увеличить эффективность работы транзистора за счет использования только половины периода входного сигнала.
- Схема смещения класса AB: эта схема является комбинацией схем смещения классов А и В. Она позволяет балансировать между стабильностью рабочей точки и эффективностью работы транзистора.
- Схема смещения класса С: в этой схеме транзистор находится в режиме насыщения только в течение малой части периода входного сигнала. Это позволяет добиться высокой эффективности работы транзистора за счет использования только узкого диапазона входного сигнала.
Выбор подходящей схемы смещения полевого транзистора зависит от требуемых параметров работы и особенностей конкретного приложения.
Класс А
В схеме класса А транзистор смещается таким образом, чтобы основная часть сигнала находилась в рабочей области усилителя. В этом случае, усилитель работает в режиме активного насыщения и избегает искажений сигнала.
Усилитель класса А обладает двумя ключевыми особенностями:
- Большая стабильность рабочей точки. Точка смещения находится в середине размаха синусоидального сигнала, что позволяет достичь минимальных искажений.
- Низкий КПД (коэффициент полезного действия). Тазу стабильности рабочей точки на дарование выходного сигнала, небольшая часть тока проходит через усилитель всегда, даже при отсутствии входного сигнала, что приводит к потере мощности.
Усилитель класса А используется в большом количестве приборов, включая звуковые усилители и радиопередатчики, где наиболее важны качество воспроизведения звука и линейность работы устройства.
Класс B
Это достигается путем установки биполярному транзистору двух одинаковых, но разнонаправленных диодов вместо одного, как в классе А. Таким образом, полупроводниковые диоды замыкают электрическую цепь через транзистор только во время нужной полуволны сигнала.
Схема класса В является более эффективной в плане использования энергии, чем класс А, поскольку транзистор работает близко к своей точке насыщения только во время положительной или отрицательной полуволны сигнала. Это позволяет снизить потребление энергии и соответственно снизить нагрев транзистора.
Однако, схема класса В обладает некоторыми недостатками. Основной недостаток заключается в существовании переключающего искажения на границе перехода от одной полуволне к другой. Это приводит к необходимости использования специальных методов компенсации искажений, чтобы обеспечить плавное переключение между положительной и отрицательной полуволнами.
Класс AB
В классе AB транзистор смещается таким образом, чтобы он переходил в активный режим только во время прохождения положительной полуволны сигнала. Во время отсутствия сигнала или при прохождении отрицательной полуволны ток через транзистор практически отсутствует.
Класс AB обладает высоким коэффициентом усиления, низким уровнем искажений сигнала и высокой эффективностью работы. Однако, он требует более сложной схемы управления и межкаскадной связи, что делает его более дорогостоящим в производстве по сравнению с классом А.
Класс AB является широко распространенным и находит применение во многих устройствах из-за своей хорошей балансировки между качеством звука и энергоэффективностью.
Класс С
В схеме класса С, транзистор работает в режиме отсечки большую часть периода сигнала, включая только малую часть сигнала на пике амплитуды.
Это позволяет снизить потребляемую мощность и повысить КПД работы транзистора.
Однако, класс С имеет низкую линейность, что означает, что он может искажать входной сигнал. Это связано с высокими гармоническими составляющими, которые появляются при использовании схемы класса С.
Использование схемы класса С обычно ограничено в приложениях, где необходима высокая эффективность работы транзистора, таких как радиопередатчики, сигналы поступающие на антенну и другие.
Таким образом, схема смещения полевого транзистора класса С является компромиссом между энергосберегающими характеристиками и линейностью сигнала, и широко применяется в радиосвязи и других приложениях, где важна высокая эффективность работы.