От себя

Двухтактный усилитель - это усилитель мощности, который используется для подачи большой мощности на нагрузку. Он состоит из двух транзисторов, один из которых - NPN, а другой - PNP. Один транзистор подает выходной сигнал на положительный полупериод, а другой - на отрицательный, поэтому он известен как двухтактный усилитель. Преимущество двухтактного усилителя заключается в том, что в выходном транзисторе отсутствует мощность, рассеиваемая при отсутствии сигнала. Существует три классификации двухтактных усилителей, но обычно усилитель класса B считается двухтактным усилителем.

• Усилитель класса А
• Усилитель класса B
• Усилитель класса AB

Усилитель класса А

Конфигурация класса A является наиболее распространенной конфигурацией усилителя мощности. Он состоит только из одного переключающего транзистора, который настроен на постоянное включение. Он производит минимальные искажения и максимальную амплитуду выходного сигнала. КПД усилителя класса А очень низок - около 30%. Каскады усилителя класса A позволяют проходить через них одинаковому току нагрузки, даже если входной сигнал не подключен, поэтому для выходных транзисторов требуются большие радиаторы. Схема для усилителя класса А приведена ниже:

Усилитель класса B

Усилитель класса B - это фактически двухтактный усилитель. Эффективность усилителя класса B выше, чем у усилителя класса A, так как он состоит из двух транзисторов NPN и PNP. Схема усилителя класса B смещена таким образом, что каждый транзистор будет работать в течение одного полупериода входного сигнала. Таким образом, угол проводимости схемы усилителя этого типа составляет 180 градусов. Один транзистор подает выходной сигнал на положительный полупериод, а другой - на отрицательный, поэтому он известен как двухтактный усилитель. Принципиальная схема усилителя класса B приведена ниже:

Класс B обычно страдает от эффекта, известного как искажение кроссовера, при котором сигнал искажается при 0 В. Мы знаем, что для включения транзистору требуется 0,7 В на переходе база-эмиттер. Таким образом, когда входное напряжение переменного тока подается на двухтактный усилитель, оно начинает увеличиваться с 0 и пока не достигнет 0,7 В, транзистор остается в выключенном состоянии, и мы не получаем никакого выхода. То же самое происходит с транзистором PNP в отрицательном полупериоде переменного тока, это называется мертвой зоной. Чтобы решить эту проблему, для смещения используются диоды, а затем усилитель известен как усилитель класса AB.

Усилитель класса AB

Распространенным методом устранения перекрестных искажений в усилителе класса B является смещение обоих транзисторов в точке, немного превышающей точку отсечки транзистора. Тогда эта схема известна как схема усилителя класса AB. Кроссоверные искажения будут объяснены позже в этой статье.

Схема усилителя класса AB представляет собой комбинацию усилителя класса A и класса B. При добавлении диода транзисторы смещаются в слабо проводящем состоянии даже при отсутствии сигнала на базовом выводе, что устраняет проблему перекрестных искажений.

Необходимые материалы

• Трансформатор (6-0-6)
• BC557-PNP Транзистор
• 2N2222-NPN Транзистор
• Резистор - 1к (2 шт.)
• СВЕТОДИОД

Работа схемы двухтактного усилителя

Принципиальная схема двухтактной схемы усилителя состоит из двух транзисторов Q1 и Q2, которые являются NPN и PNP соответственно. Когда входной сигнал положительный, Q1 начинает проводить и создавать копию положительного входа на выходе. В настоящий момент Q2 остается в выключенном состоянии.

Здесь в этом состоянии

V _OUT = V _IN - V _BE1

Точно так же, когда входной сигнал отрицательный, Q1 выключается, а Q2 начинает проводить и создавать копию отрицательного входа на выходе.

В этом состоянии

V _OUT = V _IN + V _BE2

Теперь, почему возникают кроссоверные искажения, когда V _IN достигает нуля? Позвольте мне показать вам примерную диаграмму характеристик и форму выходного сигнала двухтактной схемы усилителя.

Транзисторы Q1 и Q2 не могут быть включены одновременно, чтобы Q1 был включен, мы требуем, чтобы V _IN было больше Vout, а для Q2 Vin должно быть меньше Vout. Если V _IN равно нулю, то Vout также должен быть равен нулю.

Теперь, когда V _IN увеличивается от нуля, выходное напряжение Vout будет оставаться равным нулю, пока V _{IN не} станет меньше V _BE1 (что составляет примерно 0,7 В), где V _BE - это напряжение, необходимое для включения NPN-транзистора Q1. Следовательно, выходное напряжение демонстрирует мертвую зону в течение периода, когда V _IN меньше V _BE или 0,7 В. То же самое произойдет, когда V _IN уменьшается от нуля, PNP-транзистор Q2 не будет проводить, пока V _{IN не} станет больше V _BE2 (~ 0,7 В), где V _BE2 - это напряжение, необходимое для включения транзистора Q2.