Режимы работы усилителей мощности (УМ).

Традиционно классы усилителей различаются по положению рабочей точки на статических характеристиках усилительного прибора. Позднее добавили классификацию усилителей по режиму работы: ключевой и токовый режимы работы, однако мы рассмотрим только традиционную классификацию, приведенную на  рис. 1.

Рис. 1. Классификация усилителей

Режим работы усилителя определяется положением рабочей точки на характеристике прямой передачи по току усилительного прибора, такого как биполярный или полевой транзистор, электронная лампа. Достаточно часто режим работы усилителя называется классом работы. Выбор рабочей точки может значительно влиять на основные характеристики усилителя, такие как коэффициент усиления, нелинейные искажения и к.п.д.

При определении класса усилителя пользуются идеализированной статической характеристикой усилительного прибора. При этом реальная проходная характеристика заменяется кусочно-линейной аппроксимацией, как это показано на рис 2.

Рису 2. Идеализированная статическая характеристика усилительного прибора

В зависимости от положения рабочей точки на характеристике прямой передачи усилительного прибора и формирования тока коллектора (анода, стока) различают следующие виды аналоговых (токовых) режимов:

1. усилитель класса A — рабочая точка выбирается в середине линейного участка статической характеристики

2. усилитель класса B — рабочая точка выбирается в начале линейного участка статической характеристики

3. усилитель класса C — рабочая точка выбирается ниже начала линейного участка статической характеристики.

Особенности усиления сигнала в усилителях этих классов иллюстрируются рис.3. На этом рисунке приведены временные диаграммы выходного тока транзистора в зависимости от положения рабочей точки (b) при поступлении на вход синусоидального сигнала. Как видно из этих временных диаграмм, усилители классов B и C обладают значительной нелинейностью и для ее устранения приходится применять специальные меры, такие как фильтрация выходного сигнала или применение двухтактных схем.

Рис. 3. Положение рабочей точки в усилителях класса A, B и C

Усилители класса C предназначены для усиления узкополосных высокочастотных сигналов с высоким к.п.д.

Усилители классов A, B используются для усиления низкочастотных широкополосных сигналов, таких как звуковые или телевизионные сигналы. При этом класс B может быть использован только в двухтактных каскадах. Усилители класса A могут использоваться и для усиления высокочастотных сигналов если более важным параметром усилителя является его линейность и коэффициент шума. Усилители класса B тоже могут использоваться для усиления высокочастотных сигналов.