Amplificatore di potenza in classe A push-pull

Finora abbiamo visto due tipi di amplificatori di potenza in classe A. I problemi principali da affrontare sono la bassa potenza e l'efficienza. È possibile ottenere una maggiore potenza ed efficienza rispetto a quella dell'amplificatore di classe A utilizzando una coppia di transistor combinatori chiamata comePush-Pull configurazione.

In questo circuito, utilizziamo due transistor complementari nello stadio di uscita con un transistor di tipo NPN o N-channel mentre l'altro transistor è di tipo PNP o P-channel (il complemento) collegato per farli funzionare come PUSH a transistor to ON e PULL another transistor to OFFallo stesso tempo. Questa configurazione push-pull può essere realizzata in amplificatori di classe A, classe B, classe C o classe AB.

Costruzione dell'amplificatore di potenza in classe A push-pull

La costruzione del circuito dell'amplificatore di potenza in classe A in configurazione push-pull è mostrata come nella figura seguente. Questa disposizione riduce principalmente la distorsione armonica introdotta dalla non linearità delle caratteristiche di trasferimento di un singolo amplificatore a transistor.

Nella disposizione Push-pull, i due transistor identici T 1 e T 2 hanno i terminali di emettitore in cortocircuito. Il segnale di ingresso viene applicato ai transistori attraverso il trasformatore T r1 che fornisce segnali di polarità opposta ad entrambe le basi del transistore. I collettori di entrambi i transistor sono collegati al primario del trasformatore di uscita T r2 . Entrambi i trasformatori sono centrati. L' alimentazione V CC è fornita ai collettori di entrambi i transistor attraverso il primario del trasformatore di uscita.

I resistori R 1 e R 2 forniscono la disposizione di polarizzazione. Il carico è generalmente un altoparlante collegato attraverso il secondario del trasformatore di uscita. Il rapporto di spire del trasformatore di uscita è scelto in modo tale che il carico sia ben adattato all'impedenza di uscita del transistor. Quindi la massima potenza viene fornita al carico dall'amplificatore.

Funzionamento del circuito

L'uscita viene raccolta dal trasformatore di uscita T r2 . Il primario di questo trasformatore T r2 non ha praticamente alcun componente cc attraverso di esso. I transistor T 1 e T 2 hanno i loro collettori collegati al primario del trasformatore T r2 in modo che le loro correnti siano uguali in grandezza e fluiscano in direzioni opposte attraverso il primario del trasformatore T r2 .

Quando viene applicato il segnale di ingresso CA, la base del transistor T 1 è più positiva mentre la base del transistor T 2 è meno positiva. Quindi il collettore di corrente i c1 del transistore T 1 aumenta mentre il collettore di corrente i c2 del transistore T 2 diminuisce. Queste correnti fluiscono in direzioni opposte in due metà del primario del trasformatore di uscita. Inoltre, anche il flusso prodotto da queste correnti sarà in direzioni opposte.

Quindi, la tensione attraverso il carico sarà una tensione indotta la cui grandezza sarà proporzionale alla differenza delle correnti del collettore, cioè

$$ (i_ {c1} - i_ {c2}) $$

Allo stesso modo, per il segnale di ingresso negativo, la corrente del collettore i c2 sarà maggiore di i c1 . In questo caso, la tensione sviluppata attraverso il carico sarà di nuovo dovuta alla differenza

$$ (i_ {c1} - i_ {c2}) $$

Come $ i_ {c2}> i_ {c1} $

La polarità della tensione indotta attraverso il carico sarà invertita.

$$ i_ {c1} - i_ {c2} = i_ {c1} + (-i_ {c2}) $$

Per avere una migliore comprensione, consideriamo la figura seguente.

Il funzionamento complessivo risulta in una tensione CA indotta nel secondario del trasformatore di uscita e quindi l'alimentazione CA viene erogata a quel carico.

Resta inteso che, durante un dato semiciclo del segnale di ingresso, un transistor viene condotto (o spinto) in profondità in conduzione mentre l'altro è non conduttivo (estratto). Da qui il nomePush-pull amplifier. La distorsione armonica nell'amplificatore Push-pull è ridotta al minimo in modo tale da eliminare tutte le armoniche pari.

Vantaggi

I vantaggi dell'amplificatore push-pull di classe A sono i seguenti

  • Si ottiene un'uscita CA elevata.

  • L'uscita è priva di armoniche uniformi.

  • L'effetto delle tensioni di ondulazione viene bilanciato. Sono presenti nell'alimentatore a causa di un filtraggio inadeguato.

Svantaggi

Gli svantaggi dell'amplificatore push-pull di classe A sono i seguenti

  • I transistor devono essere identici, per produrre un'amplificazione uguale.
  • La maschiatura centrale è necessaria per i trasformatori.
  • I trasformatori sono ingombranti e costosi.