Для питания маломощных электронных устройств широко применяются «таблетки»: серебряно-оксидные (SR) или литиевые (CR) малогабаритные элементы. Литиевые имеют номинальное напряжение 3 В, «серебряные» — 1,55 В, причем размеры корпусов для тех и других отличаются, литиевые больше диаметром и обычно тоньше («монетки»). Емкость ходовых литиевых элементов (CR2032) достигает 225 мАч при токе разряда не более 0,2 мА, у «серебряных» она ниже, и для самых крупных (SR44) не превышает 200 мАч. В тех же габаритах, что и «серебряные», изредка можно встретить щелочные «таблетки» (LR) с близким номинальным напряжением (1,5 В), их емкость примерно на 30 % ниже, а в остальном они взаимозаменяемы. Система обозначений «таблеток» и «монеток» очень проста: первые две цифры обозначают диаметр, третья и четвертая — толщину (например, 2032 — «монетка» 20 мм в диаметре и толщиной 3,2 мм, 1225 — «таблетка» диаметром 12,5 мм и толщиной 2,5 мм).

В зависимости от режима работы выходных транзисторов усилители (не только УМЗЧ — усилители мощности звуковой частоты) делятся на классы. Различают классы А, В, АВ, С, D, G и Н, недавно был также предложен еще один класс — Т.

Классы D и Т относятся к дискретным (цифровым) усилителям, остальные — к линейным (аналоговым). Рассмотрим особенности режимов работы выходного каскада для распространенных классов А, В и АВ.

Для того чтобы было более понятно рассмотрение важнейшего вопроса о КПД для различных классов, приведем сначала точное определение действующего значения напряжения переменного тока U_>д(именно действующее значение определяет мощность на нагрузке и выходных транзисторах, а следовательно, и КПД):

(1)

Здесь U_>a — амплитудное значение напряжения u(t), T — период (в данном случае мы рассматриваем полпериода от 0 до π). Для синусоидального напряжения u(t) = sin(t):

(2)

При выводе учитывается, что:

Соотношение (2) для действующего значения (без вывода) уже приводилось в главе 4.

Класс А (рис. П3.1) — это фактически режим, соответствующий усилительному каскаду с общим эмиттером (см. рис. 6.6).

Рис. П3.1. Режим работы усилителя класса А

В классе А на коллекторе транзистора устанавливается ровно половина питания. Если считать переходную характеристику каскада строго линейной (сплошная линия на рис. П3.1), то амплитуда выходного сигнала может достигать напряжения питания. Для оценки КПД в этом идеализированном случае обратим внимание, что незатемненная область на графике выходного напряжения соответствует мгновенным (в каждый момент времени) значениям напряжения на нагрузке, а затемненная — напряжениям на выходном транзисторе. Как мы видим из графика, эти области строго равны друг другу по площади, поэтому соответствующие интегралы (1) и действующие значения напряжения на нагрузке и на транзисторе будут равны, так что КПД будет равен ровно 50 % — половина затрачиваемой мощности выделяется на нагрузке, половина — на транзисторе. В реальности же переходная характеристика имеет S-образный вид (пунктир на рис. П3.1), поэтому во избежание искажений приходится ограничивать амплитуду сигнала, так что в действительности КПД может быть значительно меньше, да и реальный сигнал никогда не достигает максимальных амплитудных значений.