В зависимости от режима работы активного усилительного элемента усилителя по постоянному току различают следующие режимы работы усилительного каскада - режимы классов А, В, АВ, С, D. Рассмотрим этот вопрос на примере транзисторного усилителя. Как отмечалось выше, режим работы по постоянному току определяется положением рабочей точки на динамической характеристике транзистора. От положения рабочей точки зависят значения постоянных составляющих токов входного и выходного электродов транзистора и напряжений на этих электродах, а, следовательно, мощность, потребляемая усилителем от источника питания. В свою очередь, выбор положения рабочей точки в значительной степени регламентируется амплитудой, формой и полярностью входного переменного сигнала. В соответствии с этим рассмотрим особенности работы усилительного каскада на транзисторе по схеме ОЭ при воздействии на входе переменного сигнала синусоидальной формы.

В режиме класса А начальное положение рабочей точки выбирают по середине участка динамической характеристики, где изменению базового (входного) тока соответствуют пропорциональные изменения коллекторного (выходного) тока, а ее перемещение, вызванное воздействием двойной амплитуды входного сигнала, ограничивается этим участком. На рис.2.22,б этот участок отмечен линией АВ на выходной характеристике. Поэтому выходной коллекторный ток проходит в течение всего периода усиливаемого сигнала, что является характерной особенностью режима класса А.

Так как рабочая точка не выходит за пределы линейного участка динамической входной характеристики, то нелинейные искажения, вносимые усилителем, невелики и тем меньше, чем меньше амплитуда входного сигнала. Однако низок и КПД усилителя.

В режиме класса В начальное положение рабочей точки на динамической характеристике выбирают при токе коллектора, близком к Iкбо (рис.4.5). Поэтому при наличии переменного входного сигнала переменная составляющая коллекторного тока с амплитудой Iкm проходит лишь в течение половины периода сигнала, а в другую половину периода транзистор заперт. Транзистор работает с отсечкой тока. При этом угол отсечки тока θ, под которым понимают половину времени за период прохождения тока через транзистор, примерно равен π/2.

Важной особенностью режима класса В является высокий КПД усилителя, достигающий 60—70%, поскольку постоянная составляющая коллекторного тока, поступающая от источника питания при отсутствии усиливаемого сигнала, почти равна нулю.

Рис.4.5 К пояснению режимов работы усилителей

Поэтому такой режим целесообразно использовать в каскадах усиления большой мощности, работающих при больших уровнях усиливаемых сигналов. Однако уровень нелинейных искажений в усилителе высок.

Режим класса АВ является промежуточный между классами А и В и характеризуется углом отсечки в (120—130°) и меньшими нелинейными искажениями, однако является более экономичным, чем режим класса А.

Режиму класса С соответствует угол отсечки θ<π/2.Такой режим является наиболее экономичным (КПД достигает 85%), так как при отсутствии усиливаемого сигнала транзистор почти не потребляет мощности.

Режим класса D характеризуется переходом рабочей точки при усилении сигналов большой амплитуды из области, соответствующей режиму отсечки, в область, соответствующей режиму насыщения.

Режимы класса С и D применяется в усилителях - формирователях, которые работают при превышении входным сигналом некоторого порогового значения.