Amplificatori di potenza in classe A.

Abbiamo già scoperto i dettagli della polarizzazione del transistor, che è molto importante per il funzionamento di un transistor come amplificatore. Quindi per ottenere un'amplificazione fedele, la polarizzazione del transistor deve essere eseguita in modo tale che l'amplificatore funzioni sulla regione lineare.

Un amplificatore di potenza di Classe A è quello in cui la corrente di uscita scorre per l'intero ciclo dell'alimentazione di ingresso CA. Quindi il segnale completo presente in ingresso viene amplificato in uscita. La figura seguente mostra lo schema del circuito per l'amplificatore di potenza di classe A.

Dalla figura sopra, si può osservare che il trasformatore è presente sul collettore come carico. L'utilizzo del trasformatore consente l'adattamento dell'impedenza, con conseguente trasferimento della massima potenza al carico es. Altoparlante.

Il punto di lavoro di questo amplificatore è presente nella regione lineare. È così selezionato che la corrente scorre per l'intero ciclo di ingresso CA. La figura seguente spiega la selezione del punto di lavoro.

Le caratteristiche dell'uscita con punto di lavoro Q sono mostrate nella figura sopra. Qui (I c ) Q e (V ce ) Q non rappresentano rispettivamente la corrente e la tensione del collettore di segnale tra il collettore e l'emettitore. Quando viene applicato il segnale, il punto Q si sposta su Q 1 e Q 2 . La corrente di uscita aumenta fino a (I c ) max e diminuisce fino a (I c ) min . Allo stesso modo, la tensione del collettore-emettitore aumenta a (V ce ) max e diminuisce a (V ce ) min .

La potenza DC assorbita dalla batteria del collettore V cc è data da

$$ P_ {in} = tensione \ volte corrente = V_ {CC} (I_C) _Q $$

Questo potere viene utilizzato nelle seguenti due parti:

  • Potenza dissipata nel carico del collettore dato che il calore è dato da

$$ P_ {RC} = (corrente) ^ 2 \ volte resistenza = (I_C) ^ 2_Q R_C $$

  • La potenza fornita al transistor è data da

$$ P_ {tr} = P_ {in} - P_ {RC} = V_ {CC} - (I_C) ^ 2_Q R_C $$

Quando viene applicato il segnale, la potenza fornita al transistor viene utilizzata nelle seguenti due parti:

  • Alimentazione CA sviluppata attraverso resistori di carico RC che costituiscono l'uscita di potenza CA.

    $$ (P_O) _ {ac} = I ^ 2 R_C = \ frac {V ^ 2} {R_C} = \ left (\ frac {V_m} {\ sqrt {2}} \ right) ^ 2 \ frac {1 } {R_C} = \ frac {V_m ^ 2} {2R_C} $$

    Dove I è il valore RMS della corrente di uscita CA attraverso il carico, V è il valore RMS della tensione CA e Vm è il valore massimo di V.

  • La potenza CC dissipata dal transistor (regione del collettore) sotto forma di calore, ovvero (P C ) dc

Abbiamo rappresentato l'intero flusso di potenza nel diagramma seguente.

Questo amplificatore di potenza di classe A può amplificare piccoli segnali con la minima distorsione e l'uscita sarà una replica esatta dell'ingresso con maggiore potenza.

Let us now try to draw some expressions to represent efficiencies.

Efficienza complessiva

L'efficienza complessiva del circuito amplificatore è data da

$$ (\ eta) _ {overall} = \ frac {ac \: power \: consegnato \: a \: \: load} {total \: power \: consegnato \: da \: dc \: supply} $ $

$$ = \ frac {(P_O) _ {ac}} {(P_ {in}) _ {dc}} $$

Efficienza del collezionista

L'efficienza del collettore del transistor è definita come

$$ (\ eta) _ {collector} = \ frac {average \: ac \: power \: output} {average \: dc \: power \: input \: to \: transistor} $$

$$ = \ frac {(P_O) _ {ac}} {(P_ {tr}) _ {dc}} $$

Espressione per l'efficienza complessiva

$$ (P_O) _ {ac} = V_ {rms} \ times I_ {rms} $$

$$ = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(V_ {ce}) _ {max} - (V_ {ce}) _ {min}} {2} \ right] \ volte \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(I_C) _ {max} - (I_C) _ {min}} {2} \ right] $$

$$ = \ frac {[(V_ {ce}) _ {max} - (V_ {ce}) _ {min}] \ times [(I_C) _ {max} - (I_C) _ {min}]} { 8} $$

Perciò

$$ (\ eta) _ {overall} = \ frac {[(V_ {ce}) _ {max} - (V_ {ce}) _ {min}] \ times [(I_C) _ {max} - (I_C ) _ {min}]} {8 \ times V_ {CC} (I_C) _Q} $$

Vantaggi degli amplificatori di classe A.

I vantaggi dell'amplificatore di potenza di classe A sono i seguenti:

  • La corrente scorre per il ciclo di input completo
  • Può amplificare piccoli segnali
  • L'output è lo stesso dell'input
  • Non è presente alcuna distorsione

Svantaggi degli amplificatori di classe A.

I vantaggi dell'amplificatore di potenza di classe A sono i seguenti:

  • Bassa potenza di uscita
  • Bassa efficienza del collettore