クラスAパワーアンプ

トランジスタを増幅器として動作させるために非常に重要なトランジスタバイアスの詳細については、すでに説明しました。したがって、忠実な増幅を実現するには、増幅器が線形領域で動作するようにトランジスタのバイアスをかける必要があります。

クラスAパワーアンプは、AC入力電源のサイクル全体にわたって出力電流が流れるアンプです。したがって、入力に存在する完全な信号は出力で増幅されます。次の図は、クラスAパワーアンプの回路図を示しています。

上図から、変圧器がコレクターに負荷として存在していることがわかります。トランスを使用するとインピーダンス整合が可能になり、スピーカーなどの負荷に最大電力が伝達されます。

このアンプの動作点は線形領域にあります。AC入力サイクル全体に電流が流れるように選択されています。次の図は、動作点の選択を説明しています。

動作点Qでの出力特性を上図に示します。ここで、（I _c）_Qと（V _ce）_Qは、それぞれコレクタとエミッタ間の信号コレクタ電流と電圧がないことを表します。信号が印加されると、QをQ点シフト₁及びQ ₂。出力電流は（I _c）_maxまで増加し、（I _c）_minまで減少します。同様に、コレクタ-エミッタ間電圧は（V _ce）_maxまで増加し、（V _ce）_minまで減少します。

コレクターバッテリーから引き出されるDC電力_Vccは次の式で与えられます。

$$ P_ {in} =電圧\回電流= V_ {CC}（I_C）_Q $$

この電力は、次の2つの部分で使用されます-

熱が与えられるときにコレクター負荷で消費される電力

$$ P_ {RC} =（電流）^ 2 \ times抵抗=（I_C）^ 2_Q R_C $$

トランジスタに与えられる電力はによって与えられます

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

信号が印加されると、トランジスタに与えられる電力は次の2つの部分で使用されます-

AC電力出力を構成する負荷抵抗RCの両端に発生するAC電力。

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

どこ I は負荷を流れるAC出力電流のRMS値です。 V はAC電圧のRMS値であり、 V_m はVの最大値です。
トランジスタ（コレクタ領域）によって熱の形で消費されるDC電力、つまり（P _C）_DC

次の図に、全体の電力潮流を示しました。

このクラスAパワーアンプは、歪みを最小限に抑えて小信号を増幅でき、出力は強度が増した入力の正確なレプリカになります。

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

全体的な効率

増幅回路の全体的な効率は次の式で与えられます。

$$（\ eta）_ {overall} = \ frac {ac \：power \：delivered \：to \：the \：load} {total \：power \：delivered \：by \：dc \：supply} $ $

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

コレクター効率

トランジスタのコレクタ効率は次のように定義されます。

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

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

全体的な効率の表現

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

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

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

したがって、

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