【题目编号】MC3-1199
【题目】业余无线电爱好者常把放大器分为 A、B、C、D 等类别。在电路理论中,这些序号对应甲、乙、丙、丁四类放大器。放大器的分类与电路中有源器件在输入信号一个完整周期内的导通角度和导通程度有关,具体为:
【答案】ABC(多选题)
[A]对于 A 类放大器,器件在整个信号周期内导通,既不截止,也不饱和
[B]对于 B 类放大器,器件恰好在半个信号周期内导通,但是永不饱和
[C]对于 C 类放大器,器件的导通角度小于半个信号周期,并且器件在信号峰值时饱和工作
[D]对于 D 类放大器,器件的导通角度至多半个信号周期,并且器件始终线性工作
考点速览
放大器按工作状态分类,用的是有源器件在一个输入信号完整周期里导通时间所占的角度,也就是导通角(conduction angle)。这道题把四类放大器的判据拆成两句:导通多久、导通时器件处在什么状态。前三项与判据吻合,第四项前半句对、后半句错在"始终线性工作"六个字上。
导通角:第一把尺子
以三百六十度为一个完整信号周期作标尺:导通角三百六十度是甲类,一百八十度是乙类,小于一百八十度是丙类,介于一百八十度与三百六十度之间是甲乙类。导通角越大,器件耗散越多、效率越低、线性越好,四类放大器沿这条线索依次排开。
导通角由静态工作点决定。把偏置电流调大,工作点往线性区中间移,器件离开截止区的时间变长,导通角变大;把偏置调小甚至取消,器件大部分时间待在截止区,导通角就缩小。同一只管子,改一改偏置电阻,就能从甲类变成丙类,这是分类的物理来源。
在转移特性曲线上看得更明白。把器件的输入特性画出来,再画上负载线与偏置点:偏置点压到截止电压以下,一个周期里只有较短时间越过门槛,导通角小于半周期;偏置点抬到线性区中央,整个周期都在门槛之上,导通角三百六十度。偏置点与导通角是一一对应的,改偏置点就是改类别。
饱和与截止:第二把尺子
只看导通角还分不清丁类。丁类的器件确实有一半时间截止、一半时间导通的形态,导通角不超过半个周期,但它和乙类的区别在于导通时器件进入饱和区——管压降降到很低,电流由外电路决定。丁类把器件当开关使:要么完全导通,要么完全截止,中间那段线性放大区几乎不停留。
乙类不一样,它导通的那半个周期里器件始终处在放大区,电流随输入信号线性变化,从不进入饱和;丙类导通的那一小段时间则在信号峰值处冲进饱和区,所以输出是一串被削平的脉冲。
两把尺子合起来看,四类放大器各自的位置就定死了:甲类全程导通、不截止不饱和;乙类导通恰好半周期、不饱和;丙类通角小于半周期、峰值饱和;丁类通角不超过半周期,但器件始终在开关状态,不是线性工作。
导通角与状态还能在示波器上直接看到。看集电极电流的波形:是一条连续的、随输入起伏的曲线,属于甲类;是一串间隔分明的半波,属于乙类;是又窄又尖的脉冲,属于丙类;是宽度随输入变化的矩形,属于丁类。波形形态比记定义更牢靠。
逐项辨析
选项 A 正确。甲类(class A)的静态工作点设在线性区中央,信号正负摆动时器件既不进入截止也不进入饱和,一个周期三百六十度全程导通。这正是甲类失真最小的原因。
选项 B 正确。乙类(class B)的偏置恰好让器件在半个周期导通、半个周期截止,导通期间工作在线性放大区,不会进入饱和。单管只能还原半个波形,要靠两只管子推挽才凑齐整周。
选项 C 正确。丙类(class C)的偏置压得很低,导通角小于半个信号周期,而且在信号峰值时器件进入饱和,集电极电流成为窄脉冲。这一项的描述与丙类的实际工作状态一致。
选项 D 错误。丁类(class D)器件导通角至多半个周期这句话没有错,错在后半句"器件始终线性工作"。丁类的全部特征恰恰是器件不工作在线性区:它被当作开关,在饱和与截止两个极端之间来回切换,中间线性区只是穿越而过。把"线性工作"安在丁类头上,与开关工作的定义直接冲突。
甲乙类落在哪里
甲乙类是这道题没有提到、但考纲里常见的一类。它的导通角大于一百八十度又小于三百六十度,静态电流比乙类大、比甲类小,兼顾线性度与效率。偏置取得小,靠近乙类;偏置取得大,靠近甲类。判断它落在哪一档,同样看导通角处在哪个区间,偏置落在哪里,通角就落在哪里。
应试要点
记住四个角度与两种状态。角度:甲类三百六十度,乙类一百八十度,甲乙类大于一百八十度小于三百六十度,丙类小于一百八十度,丁类器件的通角不超过半周期。状态:甲类不截止也不饱和,乙类导通时不饱和,丙类峰值时饱和,丁类只有饱和与截止两个状态。判断丁类尤其不能只看导通角,它是否停留在开关状态才是关键;看到"丁类始终线性工作"这类说法,直接判错。