클래스 AB 및 클래스 C 전력 증폭기
지금까지 논의한 클래스 A 및 클래스 B 증폭기에는 제한이 거의 없습니다. 이제이 두 가지를 결합하여 비 효율성없이 클래스 A 및 클래스 B 증폭기의 모든 장점을 모두 가질 수있는 새로운 회로를 만들어 보겠습니다. 그 전에 다음과 같은 또 다른 중요한 문제를 살펴 보겠습니다.Cross over distortion, 클래스 B의 출력이 만납니다.
교차 왜곡
푸시 풀 구성에서는 두 개의 동일한 트랜지스터가 차례로 전도되고 생성 된 출력은 둘의 조합이됩니다.
신호가 0 전압 지점에서 한 트랜지스터에서 다른 트랜지스터로 변경되거나 교차하면 출력 파형에 왜곡이 발생합니다. 전도를 위해 트랜지스터의 경우베이스 이미 터 접합이 차단 전압 인 0.7v를 교차해야합니다. 트랜지스터가 OFF에서 ON 또는 ON 상태에서 OFF되는 데 걸리는 시간을transition period.
제로 전압 지점에서 트랜지스터를 하나에서 다른 것으로 전환하는 전이 기간은 두 트랜지스터가 동시에 꺼지는 인스턴스로 이어지는 영향을 미칩니다. 이러한 인스턴스는 다음과 같이 호출 할 수 있습니다.Flat spot 또는 Dead band 출력 파형에.
위의 그림은 출력 파형에서 두드러지는 교차 왜곡을 명확하게 보여줍니다. 이것이 가장 큰 단점입니다. 이 교차 왜곡 효과는 또한 출력 파형의 전체 피크 대 피크 값을 감소시켜 최대 전력 출력을 감소시킵니다. 이는 아래와 같은 파형의 비선형 특성을 통해보다 명확하게 이해할 수 있습니다.
이 교차 왜곡은 작은 입력 신호에 대해 심각한 방해를 유발하는 큰 입력 신호에 대해 덜 뚜렷 함을 이해합니다. 이 교차 왜곡은 증폭기의 전도가 1/2 사이클 이상이면 제거 할 수 있으므로 두 트랜지스터가 동시에 꺼지지 않습니다.
이 아이디어는 아래에서 논의되는 바와 같이 클래스 A 및 클래스 B 증폭기의 조합 인 클래스 AB 증폭기의 발명으로 이어집니다.
클래스 AB 전력 증폭기
이름에서 알 수 있듯이 클래스 AB는 클래스 A와 클래스 B 유형 증폭기의 조합입니다. A 급은 효율이 낮고 B 급은 왜곡 문제가 있기 때문에이 AB 급은 두 클래스의 장점을 활용하여이 두 가지 문제를 제거하기 위해 등장했습니다.
크로스 오버 왜곡은 트랜지션 기간 동안 두 트랜지스터가 동시에 꺼져있을 때 발생하는 문제입니다. 이를 제거하기 위해 조건은 반주기 이상으로 선택되어야합니다. 따라서 작동 트랜지스터가 차단 상태로 전환되기 전에 다른 트랜지스터가 전도됩니다. 이는 다음 회로도에 표시된대로 클래스 AB 구성을 사용해야 만 가능합니다.
따라서 클래스 AB 증폭기 설계에서 각 푸시-풀 트랜지스터는 클래스 B에서 전도의 절반주기보다 약간 더 많이 전도하지만 클래스 A의 전체 전도주기보다는 훨씬 적습니다.
AB 급 증폭기의 도통 각을 180 사이의 어딘가에 O 360 O 선택된 동작 점에 따라. 이것은 아래 그림의 도움으로 이해됩니다.
위 그림과 같이 다이오드 D 1 및 D 2를 사용하여 주어진 작은 바이어스 전압 은 작동 지점이 컷오프 지점 위에 있도록 도와줍니다. 따라서 위 그림과 같이 클래스 AB의 출력 파형이 나타납니다. 클래스 B에 의해 생성 된 크로스 오버 왜곡은이 클래스 AB에 의해 극복되며 클래스 A와 B의 비 효율성은 회로에 영향을주지 않습니다.
따라서 클래스 AB는 효율성 및 선형성 측면에서 클래스 A와 클래스 B 사이의 좋은 절충안이며 효율성이 약 50 % ~ 60 %에 도달합니다. 클래스 A, B 및 AB 증폭기는linear amplifiers 출력 신호 진폭 및 위상이 입력 신호 진폭 및 위상과 선형 적으로 관련되기 때문입니다.
클래스 C 전력 증폭기
콜렉터 전류가 입력 신호의 반주기 미만으로 흐를 때 전력 증폭기는 class C power amplifier.
클래스 C 증폭기의 효율은 높고 선형성은 좋지 않습니다. 클래스 C의 도통 각이 180 미만인 O . 일반적으로 약 90 o 이며 이는 트랜지스터가 입력 신호의 절반 이상 동안 유휴 상태를 유지한다는 것을 의미합니다. 따라서 출력 전류는 입력 신호 적용에 비해 짧은 시간 동안 전달됩니다.
다음 그림은 클래스 C 증폭기의 작동 지점과 출력을 보여줍니다.
이러한 종류의 바이어 싱은 증폭기에 약 80 %의 훨씬 향상된 효율을 제공하지만 출력 신호에 심한 왜곡을 유발합니다. 클래스 C 증폭기를 사용하면 출력에서 생성 된 펄스를 콜렉터 회로의 LC 회로를 사용하여 특정 주파수의 완전한 사인파로 변환 할 수 있습니다.