Если Т1=0,75, ТО ц - 3 */*п к Отсюда видно, что максимально возможная полезная мощность ДТУ примерно в три раза больше мощности, рассеиваемой внутри его транзисторов, или в шесть раз больше мощности, расходуемой на нагрев одного транзистора. Но надо иметь в виду, что на практике получить КПД усилителя, равный 757о, без больших нелинейных искажений нелегко.

В режиме максимально допустимой мощности при допустимых нелинейных искажениях КПД обычно получается около 60%. Поэтому считают режим ДТУ приемлемым, когда

Р,.ц;:1,5-Р„.,. (2.126)

В большинстве случаев соотношение (2 126) может служить критерием для выбора подходящего типа транзисторов для ДТУ. Величина максимально допустимой мощности рассеяния на коллекторе транзисторов указывается в справочниках.

Заметим, что режим максимальной мощности усилителя требует неизменной амплитуды усиливаемого сигнала, а на практике она непрерывно изменяется. Поэтому сравнение экономичности режимов А и В рекомендуется производить в реальных условиях работы усилителя.

Для определения средней величины амплитуды различных реальных напряжений звуковой частоты были проведены статистические исследования. Оказалось, что в большинстве случаев

и,п ср tm макс» (2.127)

т. е средняя амплитуда реального напряжения звуковой частоты (разговор, пение, музыка) составляет одну пятую часть его максимальной амплитуды.

Выходная мощность полезного сигнала в любом режиме усилителя пропорниональна квадрату выходного напряжения. Мощность, забираемая усилителем от источника питания в режиме класса А, не зависит от амплитуды усиливаемых колебаний. Поэтому усилитель, работающий в режиме А (однотактный или двухтактный), имеет средний КПД-

ср(А)«Ж-%)- (2-128)

Следовательно, средний КПД усилителя, работающего в режиме А, получается менее 2%.

Мощность, забираемая усилителем от источника питания в режиме класса В, пропорциональна амплитуде усиливаемых колебаний. Поэтому усилитель, работающий в режиме В, имеет средний КПД

vicp(B)»-f-(В)- (2-129)

Следовательно, средний КПД усилителя, работающего в режиме В, получается не более 15 7о.

Из сравнения выражений (2 129) и (2 128) видно, что режим класса В в реальных условиях экономичнее режима класса А в 8-10 раз Это обстоятельство и является причиной того, что двухтактные усилители обычно работают в режиме В или близком к нему режиме АВ.

Максимально возможная амплитуда импульсов коллекторных токов i,! маьс зависит от выбранных величин напряжения Ек и сопротивления Rh т- Очевидно, что

(4. макс)„а„с

(2.130)

Из уравнения (2.120) и логичного рассуждения ясно, что с ростом амплитуды импульсов коллекторных токов происходит увеличение выходной мощно-

i"dBn)t"=50°c ™ усилителя. Однако при

этом возрастает и мощность потерь, расходуемая на бесполезный нагрев транзисторов Очевидчо, что она равна произведению мгновенных значений коллекторного тока н коллекторного напряжения, которые в ра-бцчем режиме усилителя непрерывно изменяются.

Рис. 2.50. Гиперболы допустимой мощности потерь на семействе КСХ при различной температуре

Таким образом

Р„.к = 4-Ик. (2.131)

Максимально допустимую мощность потерь в транзисторе обозначим Рн к доп. Тогда

(4-Ик)„

(2.132)

Поскольку в уравнении (2.132) произведение /к-«к есть величина постоянная, то на графике в системе коллекторных координат допустимая мощность потерь изображается гиперболой. Положение гиперболы допустимой мощности потерь (ГДМП) зависит от температуры транзистора в рабочем режиме (рис. 2 50). Объясняется это тем, что мощность, которую может рассеять транзистор (в виде тепла), уменьшается с повышением окружающей температуры.

ГДМП накладывает ограничения на возможные места нахождения точки исходного режима усилителя и иа возможные положения коллекторной динамической характеристики. Точка исходного режима должна находиться ниже ГДМП и только в предельном случае может быть на гиперболе (но ие выше ее).

Коллекторная динамическая характеристика усилителя, работающего в режиме класса А, не должна пересекать ГДМП (рис 2 51, а).

Если усилитель работает в режиме класса В, то КДХ может пересекать ГДМП, но так, чтобы среднее значение мощности потерь за период усиливаемого сигнала не превышало Рк доп (рис. 2.51,6).

! -"к

Рис. 2.51. Предельно допустимые положения КДХ о - в режиме класса А, б - в режиме класса В

Практические схемы двухтактных транзисторных усилителей обычно имеют один источник питания. В этих схемах напряжение смещения на базу получается при помощи различных делителей. Один из простых, но распространенных вариантов подобной схемы приведен на рис. 2.52.

Рис. 2.52. Схема двухтактного трансформаторного усилителя иа транзисторах р - п - р с общим эмиттером

В данной схеме напряжение смещения создается на резисторе R\ током делителя RxRi Конденсатор С] включен для коррекции частотной характеристики усилителя в области верхних звуковых частот Очень часто в двухтактных выходных каскадах приемников применяется отрицательная обратная связь.