Хармоничен анализ. Класове на работа на мощни радиочестотни и микровълнови усилватели.

Хармоничен анализ.

Класове на работа на мощни радиочестотни и микровълнови усилватели.

Класификацията на мощните реадиочестотни усилватели с транзистор работещ като зависим източник на ток се основава на ъгъла на протичане `2theta` на дрейновия ток. Вълновата форма на дрейновия ток `i_D` на транзистора, работещ като зависим източник в различни класове на работа за синусоидално напрежение гейт-сорс `u_GS` е показано на фиг.1.3. Работните точки за различните класове са показани на фиг.1.4.

Фиг.1.3. Вълнови форми на дрейновия ток `i_D` при различните режими на работа:
a) клас А; b) клас B; c) клас AB; d) клас C

При режим на работа клас A, ъгълът на протичане на дрейновия ток `2theta=360^@`. Напрежението гейт-сорс `u_{GS}` трябва да е по-високо от праговото напрежение `U_t` на транзистора, т.е. `u_{GS}>U_t`. Това се постига чрез подбора на постоянно-токовата съставка `U_{GS}` на напрежението гейт-сорс, която трябва да е достатъчно по-голяма от праговото напрежение на `U_t` на транзистора, т.е. `U_{GS}-U_{gsm}>U_t`, където `U_{gsm}` е амплитудата на променливо-токовата съставка на напрежението гейт-сорс. Постоянната съставка `I_D` на дрейновия ток трябва да бъде по-голяма от амплитудата `I_m` на дрейновия ток `i_D`. В резултат на това, транзисторът е отпушен през целия период `2pi`.

Фиг.1.4. Работни точки за режимни класове A, B, AB и C

При режим на работа клас B, ъгълът на протичане на дрейновия ток `2theta=180^@`, `u_{GS}=U_t`, а преднапрежителният постоянен дрейнов ток `I_D=0`. Поради това транзисторът е отпушен само през половината от периода.

При режим на работа клас AB, ъгълът на протичане на дрейновия ток отговаря на условието `180^@<2theta<360^@`, `U_{GS}` малко надвишава прага `U_t`, а транзисторът е възбуден до малък постоянен дрейнов ток `I_D=0`. Както подсказва самото име, режимът на работа клас AB се явява междинен между клас A и клас B.

При режим на работа клас C, ъгълът на протичане на дрейновия ток `2theta<180^@`. Работната точка се намира в областта на отсечка, понеже `U_{GS}<U_t`. Преднапрежителният постоянен дрейнов ток `I_D=0`. Поради това транзисторът е отпушен в интервал по-кратък от половината от периода.

Режимите на работа клас A, AB и B се използват в нискочестотните (аудио) и радиочестотните усилватели, докато клас C се използва единствено в радиочестотните усилватели. Транзисторът работи като ключ в мощните радиочестотни /усилватели клас D, E и DE. При клас F, транзисторът може да бъде управляван като зависим източник на ток или като ключ.