B Sınıfı Güç Amplifikatörü

Kolektör akımı yalnızca giriş sinyalinin pozitif yarı döngüsü sırasında aktığında, güç amplifikatörü olarak bilinir class B power amplifier.

B Sınıfı İşlem

B sınıfı işlemde transistörün önyargısı, sıfır sinyal koşulunda toplayıcı akımı olmayacak şekildedir. operating pointkollektör kesme geriliminde olacak şekilde seçilir. Yani, sinyal uygulandığında,only the positive half cycle çıkışta güçlendirilir.

Aşağıdaki şekil, B sınıfı işlem sırasındaki giriş ve çıkış dalga biçimlerini göstermektedir.

Sinyal uygulandığında, devre, girişin pozitif yarı döngüsü için ileriye doğru önyargılıdır ve dolayısıyla toplayıcı akımı akar. Ancak girişin negatif yarı döngüsü sırasında, devre ters eğilimlidir ve kollektör akımı olmayacaktır. Bu nedenleonly the positive half cycle çıkışta güçlendirilir.

Negatif yarı döngü tamamen olmadığından, sinyal distorsiyonu yüksek olacaktır. Ayrıca, uygulanan sinyal arttığında, güç kaybı daha fazla olacaktır. Ancak A sınıfı güç amplifikatörüne kıyasla çıkış verimliliği artar.

Eh, dezavantajları en aza indirmek ve düşük distorsiyon, yüksek verimlilik ve yüksek çıkış gücü elde etmek için, bu B sınıfı amplifikatörde push-pull konfigürasyonu kullanılır.

Sınıf B Push-Pull Amplifikatör

B sınıfı güç amplifikatörünün verimliliği, A sınıfından daha yüksek olmasına rağmen, girişin yalnızca bir yarım döngüsü kullanıldığından, distorsiyon yüksektir. Ayrıca, giriş gücü tamamen kullanılmaz. Bu sorunları telafi etmek için, B sınıfı amplifikatörde itme-çekme konfigürasyonu tanıtılmıştır.

İnşaat

Bir itme-çekme sınıfı B güç amplifikatörünün devresi , tabanları merkeze bağlı giriş transformatörü T _r1'in sekonderine bağlanan iki özdeş transistör T ₁ ve T _2'den oluşur . Emitörler kısa devre yapılıyor ve kollektörlere çıkış trafosu T _r2 primerinden V _CC beslemesi verilir .

B sınıfı itme-çekme amplifikatörünün devre düzenlemesi, ön gerilim dirençlerini kullanmak yerine transistörlerin kesilme sırasında önyargılı olması dışında, A sınıfı itme-çekme amplifikatörününki ile aynıdır. Aşağıdaki şekil, bir itme-çekme sınıfı B güç amplifikatörünün yapısının ayrıntılarını vermektedir.

B sınıfı itme çekme amplifikatörünün devre çalışması aşağıda detaylandırılmıştır.

Operasyon

Yukarıdaki şekilde gösterilen B sınıfı itme-çekme amplifikatörünün devresi, her iki transformatörün de merkeze bağlı olduğunu açıklar. Girişte hiçbir sinyal uygulanmadığında, T ₁ ve T ₂ transistörleri kesme durumundadır ve dolayısıyla kolektör akımı akmaz. V _CC'den akım çekilmediğinden , güç boşa harcanmaz.

Giriş sinyali verildiğinde, sinyali birbiriyle 180 ^o faz dışı iki sinyale bölen giriş transformatörü T _r1'e uygulanır . Bu iki sinyal, iki özdeş transistör T ₁ ve T _{2'ye verilir} . Pozitif yarı döngü için, transistör T _1'in tabanı pozitif olur ve kolektör akımı akar. Aynı zamanda, Tj transistörü ₂ transistör T atar negatif yarı döngüsü vardır ₂ kesme durumuna ve böylece bir kollektör akımı akar. Dalga formu aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi üretilir.

Bir sonraki yarım döngü için, transistör T ₁ kesilme durumuna geçer ve transistör T ₂ , çıktıya katkıda bulunmak için iletime geçer. Dolayısıyla her iki döngü için de her bir transistör dönüşümlü olarak iletir. Çıkış trafosu T _r3 , neredeyse bozulmamış bir çıkış dalga formu üreten iki akımı birleştirmeye yarar.

B Sınıfı Push-Pull Amplifikatörün Güç Verimliliği

Her bir transistördeki akım, yarım sinüs döngüsünün ortalama değeridir.

Yarım sinüs döngüsü için, I _dc verilir

$$ I_ {dc} = \ frac {(I_C) _ {max}} {\ pi} $$

Bu nedenle,

$$ (p_ {in}) _ {dc} = 2 \ times \ left [\ frac {(I_C) _ {max}} {\ pi} \ times V_ {CC} \ right] $$

Burada, push-pull amplifikatörde iki transistör olduğu için faktör 2 tanıtılmıştır.

Toplayıcı akımının RMS değeri = $ (I_C) _ {max} / \ sqrt {2} $

Çıkış voltajının RMS değeri = $ V_ {CC} / \ sqrt {2} $

İdeal maksimum güç koşulları altında

Bu nedenle,

$$ (P_O) _ {ac} = \ frac {(I_C) _ {max}} {\ sqrt {2}} \ times \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} = \ frac {( I_C) _ {max} \ times V_ {CC}} {2} $$

Şimdi genel maksimum verimlilik

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

$$ = \ frac {(I_C) _ {max} \ times V_ {CC}} {2} \ times \ frac {\ pi} {2 (I_C) _ {max} \ times V_ {CC}} $$

$$ = \ frac {\ pi} {4} = 0,785 = 78,5 \% $$

Kollektör verimliliği aynı olacaktır.

Bu nedenle, B sınıfı itme-çekme amplifikatörü, A sınıfı itme-çekme amplifikatöre göre verimliliği artırır.

Tamamlayıcı Simetri Push-Pull B Sınıfı Amplifikatör

Az önce tartışılan itme çekme amplifikatörü verimliliği arttırır, ancak merkezden kılavuzlu transformatörlerin kullanımı devreyi hantal, ağır ve maliyetli hale getirir. Devreyi basitleştirmek ve verimliliği artırmak için, kullanılan transistörler aşağıdaki devre şemasında gösterildiği gibi tamamlanabilir.

Yukarıdaki devre, bir NPN transistörü ve push-pull konfigürasyonuna bağlı bir PNP transistörü kullanır. Giriş sinyali uygulandığında, giriş sinyalinin pozitif yarı döngüsü sırasında, NPN transistörü iletken olur ve PNP transistörü kesilir. Negatif yarı döngü sırasında, NPN transistörü kesilir ve PNP transistörü iletir.

Bu şekilde, NPN transistörü girişin pozitif yarı döngüsü sırasında yükselirken, PNP transistörü girişin negatif yarı döngüsü sırasında yükselir. Transistörlerin her ikisi de birbirini tamamladığından, ancak B sınıfının itme çekme konfigürasyonuna bağlanırken simetrik olarak hareket ettiğinden, bu devre şu şekilde adlandırılır:Complementary symmetry push pull class B amplifier.