Линии нагрузки транзисторов двухтактного каскада

В целях упрощения будем считать сопротивление нагрузки Rн каскада чисто резистивным, а у выходного трансформатора будем пренебрегать потерями и паразитными ре активностями, т.е. считать его идеальным. Тогда для переменного тока сопротивление нагрузки любого транзистора будет резистивным, а линия нагрузки - прямой.

Построим ее сначала для режима А. Поскольку сопротивлением обмоток выходного трансформатора мы пренебрегаем, то со­противление нагрузки транзистора постоянному току равно нулю и на­грузочная прямая для постоянного тока проходит вертикально через точку U_K= Е_п (прямая MN на рис.5,а). На ней задаем исходную рабочую точку А,через которую проводим под углом нагрузочную прямую ВС для переменного тока. Практически ее строят по отношению катетов треугольника (например, AMC), численно равному .

Рис.5

В Здесь - сопротивление нагрузки одного транзистора для переменного тока. Для его нахождения мысленно разорвем провод источника питания. Схема для переменного тока от этого не нарушится, так как в режиме А через источник питания Еп переменный ток не протекает. Но после разрыва входное сопротивление идеального трансформатора Т2 между крайними выводами I обмотки, как известно из теории цепей,

где - коэффициент трансформации выходного трансформатора, равный отношению числа витков вторичной обмотки к числу витков всей первичной. Это является сопротивлением нагрузки двух транзисторов, соединенных последовательно и работающих одновременно. Поэтому на один транзистор в режиме А приходится вдвое меньшее сопротивление нагрузки

(7)

Для более полного использования питающего напряжения, т.е. I для получения максимально возможной амплитуды выходного колебания рабочая точка А выбирается так, чтобы ограничение положительных и отрицательных полуволн наступало одновременно. Тогда максимальная выходная мощность (обоих плеч в сумме)

,

т.е. равна удвоенной площади любого из заштрихованных треугольников на рис.5,а.

Перейдем к построению нагрузочной прямой одного из транзисторов двухтактного каскада, работающего в режиме В. В этом режиме транзисторы работают строго поочередно, т.е. вовремя работы одного транзистора второй закрыт и поэтому вторая половина I обмотки выходного трансформатора оказывается отключенной. Следова­тельно, сопротивление коллекторной нагрузки одного (работающего) транзистора равно входное сопротивлению трансформатора Т2 между выводами половины его Т обмотки при отключенной второй половине:

,

где - коэффициент трансформации одного плеча выходного трансформатора. Учитывая, что для режима В получим

(8)

Под углом строим нагрузочную прямую АВ(рис.5, б). Рабочая точка А здесь располагается на оси абсцисс. Ток коллекто­ра в ней равен нулю, а напряжение на коллекторе равно Eп. Макси­мальная выходная мощность каскада

т.е. численно равна площади заштрихованного треугольника ACD.

Контрольные вопросы

1. Как строятся нагрузочные прямые транзистора для режимов А и В?

2. Как связан угол наклона с сопротивлением нагрузки каскада?

3. Как по нагрузочной прямой определить выходную мощность в режиме А и В?