클래스 A 전력 증폭기

우리는 이미 트랜지스터 바이어스의 세부 사항을 보았는데, 이는 트랜지스터를 증폭기로 작동하는 데 매우 중요합니다. 따라서 충실한 증폭을 달성하려면 증폭기가 선형 영역에서 작동하도록 트랜지스터의 바이어스를 수행해야합니다.

A 급 전력 증폭기는 AC 입력 공급 장치의 전체주기 동안 출력 전류가 흐르는 증폭기입니다. 따라서 입력에 존재하는 완전한 신호는 출력에서 증폭됩니다. 다음 그림은 클래스 A 전력 증폭기의 회로도를 보여줍니다.

위의 그림에서 변압기가 컬렉터에 부하로 존재 함을 알 수 있습니다. 변압기를 사용하면 임피던스 매칭이 가능하여 최대 전력이 부하에 전달됩니다 (예 : 라우드 스피커).

이 증폭기의 작동 지점은 선형 영역에 있습니다. 전체 AC 입력 사이클 동안 전류가 흐르도록 선택되었습니다. 아래 그림은 작동 점 선택을 설명합니다.

동작 점 Q의 출력 특성은 위 그림에 나와 있습니다. 여기서 (I _c ) _Q 및 (V _ce ) _Q 는 각각 콜렉터와 에미 터 사이의 신호 콜렉터 전류 및 전압을 나타냅니다. 신호가 적용되면 Q 포인트가 Q ₁ 및 Q ₂ 로 이동합니다 . 출력 전류 (I을 증가 _C ) _{의 최대} 및 (I로 감소 _C ) _분 . 마찬가지로 컬렉터-이미 터 전압은 (V _ce ) _max 로 증가하고 (V _ce ) _min으로 감소합니다 .

컬렉터 배터리 V _cc 에서 가져온 DC 전력 은 다음과 같습니다.

$$ P_ {in} = 전압 \ x 전류 = V_ {CC} (I_C) _Q $$

이 힘은 다음 두 부분에서 사용됩니다.

열이 다음과 같이 주어짐에 따라 컬렉터 부하에서 소비되는 전력

$$ P_ {RC} = (현재) ^ 2 \ times 저항 = (I_C) ^ 2_Q R_C $$

트랜지스터에 주어진 전력은 다음과 같이 주어진다.

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

신호가인가되면 트랜지스터에 주어진 전력은 다음 두 부분에서 사용됩니다.

AC 전원 출력을 구성하는 부하 저항 RC에 걸쳐 개발 된 AC 전원.

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

어디 I 부하를 통한 AC 출력 전류의 RMS 값, V AC 전압의 RMS 값입니다. V_m V의 최대 값입니다.
열의 형태 트랜지스터 (컬렉터 영역)에 의해 소모되는 DC 전원, 즉, (P _C ) _DC

다음 다이어그램에서 전체 전력 흐름을 나타냅니다.

이 클래스 A 파워 앰프는 최소한의 왜곡으로 작은 신호를 증폭 할 수 있으며 출력은 증가 된 강도로 입력의 정확한 복제본이됩니다.

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

전반적인 효율성

증폭기 회로의 전반적인 효율성은 다음과 같습니다.

$$ (\ eta) _ {전체} = \ frac {ac \ : 전력 \ : 전달 \ : ~ \ : \ : 부하} {총 \ : 전력 \ : 전달 \ : \ : \ : dc \ : 공급} $ $

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

수집기 효율성

트랜지스터의 콜렉터 효율은 다음과 같이 정의됩니다.

$$ (\ eta) _ {collector} = \ frac {average \ : ac \ : 전력 \ : output} {평균 \ : dc \ : 전력 \ : 입력 \ : to \ : 트랜지스터} $$

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

전반적인 효율성 표현

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

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

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

따라서

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