Wzmacniacze mocy
W praktyce każdy wzmacniacz składa się z kilku stopni wzmocnienia. Jeśli weźmiemy pod uwagę wzmocnienie dźwięku, ma on kilka stopni wzmocnienia, w zależności od naszych wymagań.
Wzmacniacz mocy
Po przetworzeniu sygnału audio na sygnał elektryczny, wykonuje się kilka wzmocnień napięciowych, po których następuje wzmocnienie mocy wzmacnianego sygnału tuż przed stopniem głośników. Widać to wyraźnie na poniższym rysunku.
Podczas gdy wzmacniacz napięciowy podnosi poziom napięcia sygnału, wzmacniacz mocy podnosi poziom mocy sygnału. Oprócz podniesienia poziomu mocy można też powiedzieć, że wzmacniacz mocy to urządzenie konwertujące prąd stały na prąd przemienny, którego działanie jest sterowane sygnałem wejściowym.
Moc DC rozkłada się zgodnie z zależnością,
Wejście zasilania DC = moc wyjściowa AC + straty
Tranzystor mocy
W przypadku takiego wzmocnienia mocy zwykły tranzystor by się nie nadawał. Tranzystor, który jest produkowany w celu wzmocnienia mocy, jest nazywanyPower transistor.
Tranzystor mocy różni się od innych tranzystorów następującymi czynnikami.
Jest większy, aby obsługiwać duże moce.
Obszar kolektora tranzystora jest duży, a radiator jest umieszczony na połączeniu kolektora z podstawą, aby zminimalizować wytwarzane ciepło.
Emiter i obszary bazowe tranzystora mocy są silnie domieszkowane.
Ze względu na niską rezystancję wejściową wymaga małej mocy wejściowej.
Stąd istnieje duża różnica we wzmocnieniu napięcia i wzmocnieniu mocy. Spróbujmy więc teraz zagłębić się w szczegóły, aby zrozumieć różnice między wzmacniaczem napięciowym a wzmacniaczem mocy.
Różnica między wzmacniaczami napięcia i mocy
Spróbujmy odróżnić napięcie od wzmacniacza mocy.
Wzmacniacz napięcia
Zadaniem wzmacniacza napięcia jest podniesienie poziomu napięcia sygnału. Wzmacniacz napięcia ma na celu osiągnięcie maksymalnego wzmocnienia napięcia.
Wzmocnienie napięcia wzmacniacza jest podane przez
$$ A_v = \ beta \ left (\ frac {R_c} {R_ {in}} \ right) $$
Charakterystyka wzmacniacza napięcia jest następująca -
Baza tranzystora powinna być cienka, stąd wartość β powinna być większa niż 100.
Rezystancja rezystora R wejściowego w powinien być niski w stosunku do obciążenia kolektora R C .
Obciążenie kolektora R C powinno być stosunkowo duże. Aby umożliwić duże obciążenie kolektora, wzmacniacze napięcia pracują zawsze przy niskim prądzie kolektora.
Wzmacniacze napięcia są używane do małych napięć sygnału.
Wzmacniacz mocy
Zadaniem wzmacniacza mocy jest podniesienie poziomu mocy sygnału wejściowego. Wymagany jest do dostarczania dużej ilości mocy i musi obsługiwać duży prąd.
Charakterystyka wzmacniacza mocy jest następująca -
Baza tranzystora jest pogrubiona, aby wytrzymać duże prądy. Wartość β jest (β> 100) wysoka.
Rozmiar tranzystora jest większy, aby rozproszyć więcej ciepła, które jest wytwarzane podczas pracy tranzystora.
Do dopasowania impedancji używane jest sprzęgło transformatorowe.
Opór kolektora jest niski.
Porównanie wzmacniaczy napięcia i mocy jest przedstawione poniżej w formie tabelarycznej.
| S.Nr | Szczególny | Wzmacniacz napięcia | Wzmacniacz mocy |
|---|---|---|---|
| 1 | β | Wysoki (> 100) | Niski (od 5 do 20) |
| 2 | R C | Wysoka (4-10 KΩ) | Niski (od 5 do 20 Ω) |
| 3 | Sprzęganie | Zwykle sprzęgło RC | Niezmiennie sprzężenie transformatora |
| 4 | Napięcie wejściowe | Niska (kilka m V) | Wysoki (2-4 V) |
| 5 | Prąd kolektora | Niski (≈ 1 mA) | Wysoki (> 100 mA) |
| 6 | Moc wyjściowa | Niska | Wysoki |
| 7 | Impedancja wyjściowa | Wysoka (≈ 12 K Ω) | Niski (200 Ω) |