Közös Emitter (CE) erősítők úgy tervezték, hogy készítsen egy nagy kimeneti feszültség swing egy viszonylag kis bemeneti jel feszültsége csak néhány millivolt, illetve használják elsősorban, mint a “kis jelet erősítők”, mint láttuk az előző oktató.
néha azonban erősítőre van szükség nagy ellenállási terhelések, például hangszóró meghajtásához vagy motor vezetéséhez egy robotban, valamint olyan alkalmazásokhoz, ahol nagy kapcsolási áramokra van szükség teljesítményerősítők szükségesek.,
a teljesítményerősítő fő funkciója, amelyet “nagy jelerősítőnek” is neveznek, a teljesítmény biztosítása, amely a feszültség és a terhelés áramának terméke. Alapvetően egy teljesítményerősítő is feszültségerősítő a különbség az, hogy a kimenetre csatlakoztatott terhelési ellenállás viszonylag alacsony, például egy 4ω vagy 8ω hangszóró, amely nagy áramokat eredményez a tranzisztor kollektorán keresztül.,
Mivel mi érdekli nyilvánított maximális HÁLÓZATI, hogy a terhelést, miközben fogyasztása minimális DC tápellátás lehetséges, a szállítói vagyunk leginkább érintett a “konverziós hatékonyság” az erősítő.,
a teljesítményerősítők és különösen az A osztályú erősítő egyik fő hátránya azonban az, hogy általános konverziós hatékonyságuk nagyon alacsony, mivel a nagy áramok azt jelentik, hogy jelentős mennyiségű energiát veszítenek hő formájában. Az erősítők százalékos hatékonyságát az R. m.S. kimeneti teljesítmény határozza meg, amely a terhelésben eloszlik, osztva a tápforrásból vett teljes egyenárammal, az alábbiak szerint.
teljesítményerősítő hatékonyság
- ahol:
- η% – az erősítő hatékonysága.,
- Pout – az erősítők kimeneti teljesítmény szállított a terhelés.
- Pdc – a tápegységből vett egyenáram.
egy erősítő esetében nagyon fontos, hogy az erősítők tápegysége jól megtervezett legyen, hogy a kimeneti jel maximális rendelkezésre álló folyamatos teljesítményét biztosítsa.
A osztályú erősítő
a leggyakrabban használt teljesítményerősítő konfiguráció az A osztályú erősítő., Az A osztályú erősítő a teljesítményerősítő legegyszerűbb formája, amely egyetlen kapcsolási tranzisztort használ a szokásos közös emitter áramköri konfigurációban, amint azt korábban láttuk, fordított kimenet előállításához. A tranzisztor mindig “be” van kapcsolva, így a bemeneti jel hullámformájának egy teljes ciklusa alatt a kimeneti jel minimális torzítását és maximális amplitúdóját eredményezi.,
Ez azt jelenti, hogy az A osztályú erősítő konfigurációja ideális működési mód, mivel a ciklus negatív felében sem lehet a kimeneti hullámforma keresztirányú vagy kikapcsolási torzítása. Az A osztályú teljesítményerősítő kimeneti szakaszai egyetlen teljesítménytranzisztort vagy pár tranzisztort használhatnak, amelyek össze vannak kötve a nagy terhelési áram megosztásához. Tekintsük az alábbi A osztályú erősítő áramkört.
egyfokozatú erősítő áramkör
Ez az A osztályú erősítő áramkör legegyszerűbb típusa., Egy végű tranzisztort használ a kimeneti szakaszához, az ellenállási terheléssel közvetlenül a kollektor terminálhoz csatlakoztatva. Amikor a tranzisztor “be” kapcsol, a kimeneti áramot a kollektoron keresztül süllyeszti, ami elkerülhetetlen feszültségcsökkenést eredményez az Emitter ellenállásán keresztül, ezáltal korlátozva a negatív kimeneti képességet.
az ilyen típusú áramkör hatékonysága nagyon alacsony (kevesebb, mint 30%), és kis teljesítményű kimeneteket biztosít az egyenáramú tápegység nagy leeresztéséhez., Az A osztályú erősítő szakasz ugyanazt a terhelési áramot adja át, még akkor is, ha nincs bemeneti jel, így a kimeneti tranzisztorokhoz nagy hűtőbordákra van szükség.
azonban egy másik egyszerű módja annak, hogy növelje az áramkör jelenlegi kezelési kapacitását, miközben nagyobb teljesítménynövekedést érjen el, az egyetlen kimeneti tranzisztor cseréje Darlington tranzisztorral. Az ilyen típusú eszközök alapvetően két tranzisztor egyetlen csomagban, egy kis ” pilóta “tranzisztor, egy másik nagyobb” kapcsoló ” tranzisztor., Ezeknek az eszközöknek az a nagy előnye, hogy a bemeneti impedancia megfelelő nagy, míg a kimeneti impedancia viszonylag alacsony, ezáltal csökkentve az energiaveszteséget, ezért a kapcsolóeszközön belüli hőt.
Darlington Tranzisztoros konfigurációk
a Darlington eszköz teljes áramerőssége béta (β) vagy hfe értéke a tranzisztorok két egyedi nyereségének szorzata, valamint a nagy Kollektoráramokkal együtt nagyon magas β értékek lehetségesek egyetlen Tranzisztoros áramkörhöz képest.,
az A osztályú erősítő teljes teljesítményhatékonyságának javítása érdekében az áramkört közvetlenül a Kollektorkörbe csatlakoztatott transzformátorral lehet megtervezni, hogy egy transzformátorhoz kapcsolt erősítőnek nevezett áramkört képezzen. A transzformátor javítja az erősítő hatékonyságát azáltal, hogy a terhelés impedanciáját a transzformátor fordulatszámának ( n ) segítségével illeszti össze az erősítők kimenetével, erre példa az alábbiakban.,
Transzformátor-párosított-Erősítő Áramkör
Mint a Kollektor áram, Ic csökken alatt a nyugalmi Q-pont által létrehozott alap elfogultság feszültség, mivel a változások az alap aktuális, a mágneses fluxus a transzformátor core összeomlik okoz az indukált emf a transzformátor primer tekercsek. Ez a pillanatnyi kollektorfeszültséget a 2vcc tápfeszültség kétszeresének értékére emeli, amely maximális kollektoráramot ad kétszer Ic-nek, amikor a kollektor feszültsége a minimális., Ezután az ilyen típusú A osztályú erősítő konfigurációjának hatékonysága az alábbiak szerint számítható ki.
Az r.m.s. kollektor feszültsége a következő:
az R.m. S. kollektor áramát a következőképpen adjuk meg:
Az r.m.s., Teljesítmény szállított, a rakomány (Pac) tehát adott:
Az átlagos teljesítmény levonni a kínálat (Pdc) által adott:
ezért a hatékonyság egy Transzformátor-párosított-Osztályú erősítő adni, mint: 
kimeneti transzformátor javítja a hatékonyságot az erősítő a megfelelő impedancia a teher, hogy az erősítők kimeneti impedancia., Megfelelő fordulási arányú kimeneti vagy jelátalakító használatával az A osztályú erősítő 40% – ot elérő hatékonysága lehetséges a legtöbb kereskedelmi forgalomban kapható osztályban – az a típusú teljesítményerősítők ilyen típusú konfigurációúak.
azonban a transzformátor tekercsei és magja miatt induktív eszköz, így az induktív alkatrészek használata az erősítő kapcsolóáramkörökben a legjobb elkerülni, mivel bármely vissza emf által generált károsíthatja a tranzisztort megfelelő védelem nélkül.,
az ilyen típusú transzformátor kapcsolt A osztályú erősítő áramkör másik nagy hátránya a szükséges audio transzformátor többletköltsége és mérete.
az erősítő által adott “osztály” vagy osztályozás típusa valóban függ a vezetési szögtől, a bemeneti hullámforma ciklus 360o részétől, amelyben a tranzisztor vezet. Az A osztályú erősítőben a vezetési szög a bemeneti jel teljes 360o vagy 100% – a, míg más erősítő osztályokban a tranzisztor kisebb vezetési szög alatt vezet.,
lehetséges, hogy szerezzen nagyobb teljesítmény, valamint a hatékonyság, mint az A-Osztályú erősítő segítségével két komplementer tranzisztorok a kimeneti színpadon egy tranzisztor, hogy egy NPN vagy N-csatorna típusa, míg a másik tranzisztor egy PNP vagy P-csatorna (kiegészítése) típusú kapcsolatban az úgynevezett “push-pull” konfiguráció.
Az ilyen típusú erősítő konfigurációt általában B osztályú erősítőnek nevezik, egy másik típusú audio erősítő áramkör, amelyet a következő bemutatóban fogunk megnézni.,
