9.2. Каскад с ОБ трансформаторным входом и трансформаторным выходом

            Рассмотрим схему, представленную на рис. 9.2, а. Точка О, определяющая ток покоя транзистора (рис. 9.2, б), находится на линии статической нагрузки. Она построена по правилам, рассмотренным в гл. 3. Из точки на оси абсцисс с координатами Е, О проведена прямая под углом, тангенс которого равен (-1 / r1), где r1 – активное сопротивление первичной обмотки трансформатора. Так как активное сопротивление первичной обмотки трансформатора достаточно мало, то линия нагрузки по постоянному току проходит почти вертикаль­но. Ток покоя IЭ0 задается напряжением ЕЭ и резистором RЭ.                   

            Для построения линии динамической нагрузки (нагрузки по переменному току) сопротивление RH приведено к первичной обмотке (RH). Через точку О проведена линия динамической нагрузки  под  углом,   тангенс  которого   -1 / RH.

            При подаче на вход синусоидального сигнала ток коллектора будет изменяться практически по синусоидальному закону с амплитудой Ikm. Это является следствием перемещения рабочей точки по нагрузочной прямой в диапазоне от c до b  в соответствии с мгновенным значением входного тока  iЭ.

            Следует отметить, что напряжение UKc, соответствующее точке с нагрузочной линии, существенно превышает Е. Это возможно только при наличии трансформатора и объясняется тем, что энергия, накопленная индуктивностью намагничивания, при уменьшении тока вызывает появление ЭДС самоиндукции.

            Мощность,  рассеиваемая  в  нагрузке  RH,

                                   

где   UKm  и  Ikm – амплитудные  значения  напряжения  и  тока.

            Для нахождения мощности в истинной нагрузке следует учитывать,  что  КПД  трансформатора  hтр < 1,  поэтому

               РН = hтрР¢Н.                                

            Если выходная мощность задана, то, зная приблизительно hтр, можно найти мощность Р’Н, которую необходимо получить от  каскада.

       Для того чтобы наиболее полно использовать транзистор, координаты точки О нужно выбирать из условия получения максимальных требуемых амплитуд напряжения и тока кол­лектора,  т. е.

                UKO » UKm max;    IKO » IKm max.                                       

            На максимальные значения амплитуд токов и напряжений накладываются очевидные ограничения:

UKm max < UКЭ max / 2;          IKm max < IK max / 2,                                 (9.3)

где  UКЭ max и IK max -  соответственно максимально допустимое напряжение  и  ток  для  данного  транзистора.

            Зная   UKm max  и  IKm max,  можно  связать  их с RH,   т. е.

R’H = UKm max / IKm max,                                                      (9.4)

и  найти  коэффициент  трансформации

                             

            Усилительный каскад, работающий в режиме А, в первом приближении можно считать линейным. Поэтому мощность, отдаваемая источником питания, не зависит от входного сигнала:

                 P» EK IK0.                                

            Из  (9.4)   видно, что  максимальный  КПД  имеет  место при  IKm max » IК0  и       UKm max » ЕК.

            При этом он будет близок к своему максимально до­пустимому значению 0,5 (практически не выше 0,45). Если учесть потери в трансформаторе и цепях смещения (ЕЭ, RЭ), то р