Общие сведения. На рис. 2.7.1 изображены простейшая схема транзисторного усилителя с общим эмиттером и поясняющая диаграмма

На рис. 2.7.1 изображены простейшая схема транзисторного усилителя с общим эмиттером и поясняющая диаграмма. Резистор R _К является сопротивлением нагрузки, на резисторах R ₁ и R ₂ выполнен делитель напряжения, создающий постоянный ток в цепи база – эмиттер. Он поддерживает транзистор в открытом состоянии при отсутствии входного сигнала, благодаря чему через сопротивление R _К протекает постоянный ток. При этом напряжение на транзисторе U _КЭ(I _К) = U _ПИТ – R _К I _К. Точки пересечения этой прямой с вольтамперными характеристиками I _К(U _КЭ) позволяют определить напряжение и ток в транзисторе при любом токе базы. В зависимости от начального положения точки покоя (при отсутствии входного сигнала) различают несколько классов усиления.

В класса А точка покоя выбирается в примерно в середине активной зоны от I _{К МАКС} до I _{К ММИН}, в которой характеристики транзистора близки к линейным (точка А на поясняюще диаграмме). В этом случае при подаче на базу переменного сигнала (например, синусоидального) в токе базы появляется переменная составляющая, что вызывает соответствующие изменения тока I _К и напряжения U _КЭ. Рабочая точка при этом перемещается по прямой линии U _ПИТ – R _К I _К между зонами насыщения (I _{К МАКС)} и отсечки (I _{К МИН})_. Если входной сигнал не превышает допустимую величину, то происходит пропорциональное усиление всего сигнала. При превышении допустимого уровня наступает ограничение выходного сигнала на уровнях I _{К МАКС} и I _{К МИН} по току и на уровнях U _{КЭ МИН} и U _{КЭ МАКС} по напряжению.

Рис. 2.7.1

В классе АВ точка покоя смещена в сторону зоны отсечки, поэтому часть синусоидального сигнала (меньше полупериода) при усилении «обрезается».

В классе В усиливается точно половина синусоидального сигнала. Для этого точка покоя должна выбираться на границе зоны отсечки (точка В,D). В действительности её выбирают несколько выше, чтобы избежать искажений, вызванных существенной нелинейностью начального участка входной характеристики транзистора.

В классе D транзистор работает в ключевом режиме. Для этого точка покоя выбирается также как и в классе В на границе зоны отсечки, но на вход подаётся большой сигнал, чтобы транзистор быстро переходил в режим насыщения. Ещё лучше в этом режиме на вход подавать сигнал прямоугольной формы. Тогда отпадает необходимость в его большой амплитуде. Становится ненужной и цепь, задающая начальное смещение (делитель из резисторов R ₁ и R ₂), так как при отсутствии входного сигнала транзистор должен быть надёжно закрыт.

Рассмотренные случаи иллюстрируются диаграммами входных и выходных сигналов на рис. 2.7.2.

Рис. 2.7.2