เพาเวอร์แอมป์คลาส A

เราได้พบรายละเอียดของการให้น้ำหนักทรานซิสเตอร์แล้วซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับการทำงานของทรานซิสเตอร์ในฐานะเครื่องขยายเสียง ดังนั้นเพื่อให้ได้การขยายที่สมบูรณ์จึงต้องทำการให้น้ำหนักของทรานซิสเตอร์เพื่อให้แอมพลิฟายเออร์ทำงานบนพื้นที่เชิงเส้น

เพาเวอร์แอมป์คลาส A คือตัวที่กระแสเอาท์พุตไหลตลอดวงจรของแหล่งจ่ายไฟ AC ดังนั้นสัญญาณที่สมบูรณ์ที่อินพุตจะถูกขยายที่เอาต์พุต รูปต่อไปนี้แสดงแผนภาพวงจรสำหรับเพาเวอร์แอมป์คลาส A

จากรูปด้านบนจะสังเกตได้ว่ามีหม้อแปลงอยู่ที่ตัวเก็บรวบรวมเป็นโหลด การใช้หม้อแปลงอนุญาตให้มีการจับคู่อิมพีแดนซ์ส่งผลให้มีการถ่ายโอนกำลังสูงสุดไปยังโหลดเช่นลำโพงดัง

จุดปฏิบัติการของแอมพลิฟายเออร์นี้มีอยู่ในพื้นที่เชิงเส้น ถูกเลือกเพื่อให้กระแสไหลสำหรับวงจรอินพุต ac ทั้งหมด รูปด้านล่างอธิบายการเลือกจุดปฏิบัติการ

ลักษณะเอาต์พุตที่มีจุดปฏิบัติการ Q แสดงในรูปด้านบน ที่นี่ (I _c ) _Qและ (V _ce ) _Qแสดงถึงไม่มีตัวเก็บสัญญาณกระแสและแรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวเก็บรวบรวมและตัวปล่อยตามลำดับ เมื่อสัญญาณถูกนำไปใช้กะ Q-Q ชี้ไปที่₁และ Q 2การส่งออกที่เพิ่มขึ้นในปัจจุบันเพื่อ (ฉัน_ค ) _{สูงสุด}และลดลง (ผม_ค ) นาทีในทำนองเดียวกันการเพิ่มแรงดันสะสม-อีซีแอลเพื่อ (V _CE ) _{สูงสุด}และลดลง (V _CE ) นาที

DC Power ที่ดึงมาจากแบตเตอรี่สะสม V _ccได้รับจาก

$$ P_ {in} = แรงดันไฟฟ้า \ คูณปัจจุบัน = V_ {CC} (I_C) _Q $$

พลังนี้ใช้ในสองส่วนต่อไปนี้ -

กำลังกระจายไปในโหลดตัวสะสมเนื่องจากความร้อนได้รับจาก

$$ P_ {RC} = (ปัจจุบัน) ^ 2 \ times ความต้านทาน = (I_C) ^ 2_Q R_C $$

พลังงานที่มอบให้กับทรานซิสเตอร์จะได้รับจาก

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

เมื่อสัญญาณถูกนำไปใช้พลังงานที่ให้กับทรานซิสเตอร์จะถูกใช้ในสองส่วนต่อไปนี้ -

ไฟฟ้ากระแสสลับที่พัฒนาขึ้นในตัวต้านทานโหลด RC ซึ่งประกอบไปด้วยเอาต์พุตกำลังไฟ ac

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

ที่ไหน I คือค่า RMS ของกระแสเอาต์พุต ac ผ่านโหลด V คือค่า RMS ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและ V_m คือค่าสูงสุดของ V.
ไฟฟ้ากระแสตรงกระจายโดยทรานซิสเตอร์ (บริเวณตัวเก็บรวบรวม) ในรูปของความร้อนเช่น (P _C ) _dc

เราได้แสดงการไหลของพลังงานทั้งหมดในแผนภาพต่อไปนี้

เพาเวอร์แอมป์คลาส A นี้สามารถขยายสัญญาณขนาดเล็กโดยมีความผิดเพี้ยนน้อยที่สุดและเอาต์พุตจะเป็นแบบจำลองที่แน่นอนของอินพุตพร้อมความแรงที่เพิ่มขึ้น

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

ประสิทธิภาพโดยรวม

ประสิทธิภาพโดยรวมของวงจรเครื่องขยายเสียงกำหนดโดย

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

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

ประสิทธิภาพของนักสะสม

ประสิทธิภาพของตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ถูกกำหนดเป็น

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

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

การแสดงออกเพื่อประสิทธิภาพโดยรวม

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

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

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

ดังนั้น

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