У класи Д, Е и Ф, МОСФЕТ се намерно “гура” у област сатурације
правоугаоним импулсима. МОСФЕТ се, захваљујући таквој поларизацији, води из OFF стања (I
D
= 0) у ON стање (V
D
= 0 ) за што је могуће краће
време.
Код ових појачавача се избегава рад транзистора у линеарној
области; поларишу се тако да раде у области засићења. Из овог разлога, појачавачи снаге у класи Д, Е и Ф се називају појачавачима снаге у прекидачком режиму. Да би се транзистор увео у сатурацију, потребно је да напон на гејту буде
≥
+ 8V.
Правоугаони талас на излазу је комбинација непарних хармоника.
Пре него се доведе на неки пријемник (антена), правоугаони таласни облик се мора превести назад у синусни талас. Метод помоћу кога се основна фреквенција таласа регенерише из правоугаоног облика сигнала на излазу одређује да ли је појачавач у класи Д, Е или Ф.
5
Милован Нађалин: „VF појачавачи снаге у класи Д“
Појачавачи класе Д су они појачавачи код којих се излазни
транзистори користе као прекидачи. Када је транзистор искључен, струја кроз њега је нула. Када се транзистор укључи, напон на њему је мали, а у идеалном случају је нула. У сваком случају, дисипација снаге је веома мала. На овај начин се побољшана је ефикасност, смањујући потребу за великим напајањем и габаритни хладњацима, што представља велику предност са аспекта примене у преносивим уређајима који се напајају из батерије. Погрешно се често сматра да "Д" у називу потиче од речи "дигитал". То није исправно јер се технологија појачавача класе Д заснива на аналогним принципима. Не постоји никакво дигитално кодирање сигнала, међутим сигнал има правоугаони облик.
Слика 1. VF појачало класе Д
До скоро су ови појачавачи били релативно запостављени, али је
уследио пораст њихове популарнос те су почели веома високо да се рангирају. То је због тога што ове појачаваче карактерише висок степен ефикасности са аспекта снаге, виши него код било које друге класе појачавача, иако их са друге стране карактеришу релативно слабе перформансе, које се посебно односе на линеарност карактеристике.
Поља у којима ови појачавачи налазе примену можемо поделити у
две категорије:
поља високих и
ниских снага.
6
Милован Нађалин: „VF појачавачи снаге у класи Д“
У теорији технологија појачавача класе Д се може окарактериасти
као једноставна и елегантна, али у пракси веома брзо почињу да се јављају различити проблеми. Док ФЕТ транзистори снаге имају скоро бесконачну улазну отпорност гејта, они захтевају значајнију количину струје да их покреће на вишим фреквенцијама услед изражених капацитивности елемената.ФЕТ-ови, за разлику од биполарних транзистора захтевају побуду и до неколико волти. То заправо значи да је побудни напон за ФЕТ приказан на слици 2 изнад вредности позитивног напона шине за напајање. У многим случајевима као решење се користи катодно оптерећење које се напаја споља, а у сврху напајања гејта. Како шине за напајање нису довољне, ту су потребна посебна решења.
Слика 2. Основни модел појачавача класе Д
Моћнији појачавачи обично имају Шоткијеве диоде прикључене на
шине за напајање, које пригушују повратне импулсе генерисане од стране индуктивног оптерећења. Ово се не реализује само ради заштите излазног степена, већ и ради побољшања ефикасности. Примена негативне повратне спреге у сврху редукције дисторзије се додатно компликује услед таласне природе излазног сигнала. Повратна спрега се може спровести са тачке након излазног филтера, или алтернативно са тачке на улазу у филтер, али се онда мора спровести кроз филтер који ће одстранити прекидачки фреквенцију.
