Verwechslung zwischen Verstärker der Klasse B und Klasse AB

Die Klassen wurden ursprünglich angeordnet, um den Leitungswinkel für einen einzelnen Quadranten eines Leistungsverstärkers zu beschreiben.

• In Klasse-A tritt durchgehend aktive Leitung auf$360^\circ$der Periode.
• In Klasse-B tritt aktive Leitung für auf$180^\circ$, oder die Hälfte der Periode.
• In Klasse-C tritt aktive Leitung für auf$\lt 180^\circ$(aber mehr als$0^\circ$.) Alles andere als Klasse-B wäre Klasse-C.
• In Klasse-AB tritt aktive Leitung für mehr als auf$180^\circ$aber weniger als$360^\circ$der Periode. Alles, was mehr als Klasse-B, aber nicht vollständig Klasse-A ist, wird als Klasse-AB bezeichnet.

Das Obige deckte so ziemlich alle Fälle ab (außer genau$0^\circ$, was trivial ist und niemanden interessiert.)

Aber das Obige galt für einen einzelnen Quadranten. (Damals, als ein Linearverstärker für Radiosender EINE wirklich große Vakuumröhre für die Endstufe hatte und Sie ihn oft in Klasse C betrieben.)

Betrachten Sie nun den Fall, in dem Sie sich die Kosten von zwei Quadranten leisten können und eine aktive Push-Pull-Antriebsfähigkeit haben. Die obigen Ideen gelten immer noch, aber sie gelten NUR für einen der Quadranten. (Unter der Annahme, dass beide Quadranten in der gleichen Klasse wie der andere betrieben werden.)

In Ihrem ersten Diagramm arbeitet der obere Quadrant bei ausreichender Vorspannung also in Klasse-AB: was bedeutet: " mehr als$180^\circ$aber weniger als$360^\circ$. "

• Wenn die Vorspannung natürlich groß genug ist (das ist sie nie, weil keine vernünftige Person dies tatsächlich tun würde), könnte sie sogar in Klasse A arbeiten, wobei beide Quadranten für den gesamten Zeitraum voll aktiv sind. Oder wenn die Vorspannung zu gering oder sogar umgekehrt wäre, könnte es in Klasse C arbeiten.

In Ihrem unteren Diagramm reicht die Vorspannung nicht aus, um zuzulassen, dass jeder Quadrant in Klasse B, Klasse AB oder Klasse A arbeitet. Die Quadranten müssen also in Klasse-C arbeiten.

Class-AB, wie es oft im Zusammenhang mit Push-Pull-Zweiquadranten-Leistungsendstufen verwendet wird, bedeutet normalerweise "etwas mehr als".$180^\circ$" für jeden Quadranten. Die Zwei-Quadranten-Leistungsausgangsstufe wird auf diese Weise mit Transistoren betrieben, um während des "Durchschuss"-Winkels des kurzen Übergangs ein wenig überlappende Abdeckung bereitzustellen, wenn der Transistor eines Quadranten übernimmt und der andere Quadrant zurückweicht Dies reduziert die Übergangsverzerrung auf Kosten von Energieverschwendung aufgrund eines sehr kurzen Bereichs von Durchschusswinkeln.

Es dreht sich alles um den Leitungswinkel für einen Quadranten.

Klasse A = beide Transistoren sind die ganze Zeit eingeschaltet.

Klasse AB = beide Transistoren sind im Leerlauf eingeschaltet, dann bis zu einem bestimmten Ausgangsstrom. Wenn der Ausgangsstrom einen bestimmten Grenzwert überschreitet, schaltet einer der Transistoren ab.

Klasse B = entweder ein Transistor oder der andere ist eingeschaltet, aber nicht beide. Der eingeschaltete Transistor wird durch die Polarität des Ausgangsstroms bestimmt.

Klasse C = entweder ein Transistor ist EIN oder der andere ist EIN oder beide sind AUS. dh während eines Teils des Zyklus sind sie beide AUS und es fließt kein Ausgangsstrom. Dies kann verwendet werden, wenn die Last ein Schwingkreis ist (der durch die Grundschwingung erregt wird und Oberschwingungen unterdrückt) oder ein Motor, ein Solenoid usw. Die Verwendung dieses Modus ist beabsichtigt, das Ziel ist ein hoher Wirkungsgrad. Der Begriff "Klasse C" gilt auch für einen Leistungsverstärker mit einem Transistor, wenn der Transistor weniger als die Hälfte (180 °) des Zyklus leitet.

Beachten Sie, dass Klasse B nicht wirklich existiert. Da die Schwellenspannungen von Transistoren je nach Prozess und Temperatur variieren, werden Sie in der Praxis nie in der Lage sein, die Vorspannungen genau genug einzustellen, um Klasse B zu erhalten. Sie erhalten entweder Klasse AB, wenn die Gate-Vorspannung etwas hoch ist und eine gewisse Leitungsüberlappung auftritt , oder wenn die Gate-Vorspannung etwas niedrig ist, erhalten Sie Klasse C, wenn beide Transistoren während eines Teils des Zyklus ausgeschaltet sind.

Klasse C erhöht die Crossover-Verzerrung massiv, daher wird es nicht empfohlen, wenn Sie sich um Verzerrungen kümmern. Es hat jedoch einen Vorteil: Es wird kein Strom verschwendet, indem beide Transistoren im Leerlauf leitend bleiben. Wenn sich die Anwendung also nicht um Crossover-Verzerrungen kümmert, ist dies eine gute Wahl.

Wenn man einen Transistor als "aus" betrachtet, ist dies außerdem etwas umstritten. Ist er ausgeschaltet, wenn der Strom 1 mA beträgt? oder 1µA? oder der Leckstrom? Oder ein vernachlässigbarer Strom im Verhältnis zum Ausgangsstrom? ...

Ohnehin. Das letzte Schema (ohne Spannungsquellen zum Vorspannen der Gates) hängt von der Schwellenspannung Ihres FET ab.

Beispielsweise kann es sich um Klasse AB handeln, wenn Sie JFETs verwenden, die bei Vgs = 0 V eingeschaltet sind.

Wenn Sie MOSFETs verwenden, die Vgs von einigen Volt (Vgsth) benötigen, um mit dem Einschalten zu beginnen, sind im Leerlauf beide FETs ausgeschaltet, und Sie müssen die Eingangsspannung um mindestens ein Vgsth nach oben oder unten verschieben, um einen FET einzuschalten. Also Klasse C.

Das Hinzufügen der Gate-Vorspannungsquellen (wie im ersten Schema) würde es zur Klasse AB machen, sobald die Vorspannung hoch genug ist, um beide Transistoren im Leerlauf einzuschalten (Null-Ausgangsstrom).