Classificazione degli amplificatori di potenza
Gli amplificatori di potenza amplificano il livello di potenza del segnale. Questa amplificazione viene eseguita nell'ultima fase delle applicazioni audio. Le applicazioni relative alle frequenze radio impiegano amplificatori di potenza radio. Ma iloperating pointdi un transistor, gioca un ruolo molto importante nel determinare l'efficienza dell'amplificatore. Ilmain classification viene eseguito in base a questa modalità di funzionamento.
La classificazione viene effettuata in base alle loro frequenze e anche in base alla loro modalità di funzionamento.
Classificazione basata sulle frequenze
Gli amplificatori di potenza sono divisi in due categorie, in base alle frequenze che gestiscono. Sono i seguenti.
Audio Power Amplifiers- Gli amplificatori di potenza audio aumentano il livello di potenza dei segnali che hanno una gamma di frequenze audio (da 20 Hz a 20 KHz). Sono anche conosciuti comeSmall signal power amplifiers.
Radio Power Amplifiers- Gli amplificatori di potenza radio o gli amplificatori di potenza sintonizzati aumentano il livello di potenza dei segnali che hanno una gamma di frequenze radio (da 3 KHz a 300 GHz). Sono anche conosciuti comelarge signal power amplifiers.
Classificazione basata sulla modalità di funzionamento
In base alla modalità di funzionamento, ovvero la porzione del ciclo di ingresso durante la quale scorre la corrente del collettore, gli amplificatori di potenza possono essere classificati come segue.
Class A Power amplifier - Quando la corrente del collettore scorre in ogni momento durante l'intero ciclo del segnale, l'amplificatore di potenza è noto come class A power amplifier.
Class B Power amplifier - Quando la corrente del collettore scorre solo durante il semiciclo positivo del segnale di ingresso, l'amplificatore di potenza è noto come class B power amplifier.
Class C Power amplifier - Quando la corrente del collettore scorre per meno della metà del ciclo del segnale di ingresso, l'amplificatore di potenza è noto come class C power amplifier.
Si forma un altro amplificatore chiamato amplificatore di classe AB, se uniamo gli amplificatori di classe A e di classe B in modo da sfruttare i vantaggi di entrambi.
Prima di entrare nei dettagli di questi amplificatori, diamo uno sguardo ai termini importanti che devono essere considerati per determinare l'efficienza di un amplificatore.
Termini che tengono conto delle prestazioni
L'obiettivo principale di un amplificatore di potenza è ottenere la massima potenza di uscita. Per ottenere ciò, i fattori importanti da considerare sono l'efficienza del collettore, la capacità di dissipazione di potenza e la distorsione. Vediamoli in dettaglio.
Efficienza del collezionista
Questo spiega come un amplificatore converte bene la corrente continua in corrente alternata. Quando l'alimentazione CC è fornita dalla batteria ma non viene fornito alcun segnale di ingresso CA, l'uscita del collettore in tale condizione viene osservata comecollector efficiency.
L'efficienza del collettore è definita come
$$ \ eta = \ frac {average \: ac \: power \: output} {average \: dc \: power \: input \: to \: transistor} $$
Ad esempio, se la batteria fornisce 15 W e la potenza di uscita CA è 3 W. Quindi l'efficienza del transistor sarà del 20%.
Lo scopo principale di un amplificatore di potenza è ottenere la massima efficienza del collettore. Quindi maggiore è il valore dell'efficienza del collettore, più efficiente sarà l'amplificatore.
Capacità di dissipazione di potenza
Ogni transistor si riscalda durante il suo funzionamento. Poiché un transistor di potenza gestisce grandi correnti, si riscalda di più. Questo calore aumenta la temperatura del transistor, che altera il punto di funzionamento del transistor.
Quindi, per mantenere la stabilità del punto di funzionamento, la temperatura del transistor deve essere mantenuta entro limiti consentiti. Per questo, il calore prodotto deve essere dissipato. Tale capacità è chiamata capacità di dissipazione di potenza.
Power dissipation capabilitypuò essere definita come la capacità di un transistor di potenza di dissipare il calore sviluppato in esso. Le custodie metalliche chiamate dissipatori di calore vengono utilizzate per dissipare il calore prodotto nei transistor di potenza.
Distorsione
Un transistor è un dispositivo non lineare. Quando confrontato con l'input, si verificano poche variazioni nell'output. Negli amplificatori di tensione, questo problema non è predominante in quanto vengono utilizzate piccole correnti. Ma negli amplificatori di potenza, poiché sono in uso grandi correnti, sorge sicuramente il problema della distorsione.
Distortionè definito come il cambiamento della forma d'onda in uscita dalla forma d'onda in ingresso dell'amplificatore. Un amplificatore che ha una minore distorsione, produce una migliore uscita e quindi considerato efficiente.