Bộ khuếch đại công suất loại A

Chúng ta đã tìm hiểu chi tiết về xu hướng bóng bán dẫn, xu hướng này rất quan trọng đối với hoạt động của bóng bán dẫn như một bộ khuếch đại. Do đó để đạt được độ khuếch đại trung thực, xu hướng của bóng bán dẫn phải được thực hiện sao cho bộ khuếch đại hoạt động trên vùng tuyến tính.

Bộ khuếch đại công suất loại A là bộ khuếch đại trong đó dòng điện đầu ra chạy trong toàn bộ chu kỳ của nguồn cung cấp đầu vào AC. Do đó, tín hiệu hoàn chỉnh có ở đầu vào được khuếch đại ở đầu ra. Hình dưới đây cho thấy sơ đồ mạch cho bộ khuếch đại công suất Class A.

Từ hình trên, có thể quan sát rằng máy biến áp hiện diện ở cực thu như một phụ tải. Việc sử dụng máy biến áp cho phép khớp trở kháng, dẫn đến việc chuyển tải công suất tối đa cho tải, ví dụ như loa lớn.

Điểm hoạt động của bộ khuếch đại này nằm trong vùng tuyến tính. Nó được chọn để dòng điện chạy trong toàn bộ chu kỳ đầu vào xoay chiều. Hình dưới đây giải thích việc lựa chọn điểm vận hành.

Các đặc tính đầu ra với điểm hoạt động Q được thể hiện trong hình trên. Ở đây (I _c ) _Q và (V _ce ) _Q đại diện cho không có dòng thu tín hiệu và điện áp giữa bộ thu và bộ phát tương ứng. Khi tín hiệu được áp dụng, điểm Q chuyển sang Q ₁ và Q ₂ . Dòng đầu ra tăng đến (I _c ) _max và giảm xuống (I _c ) _min . Tương tự, điện áp cực thu-phát tăng đến (V _ce ) _{cực đại} và giảm xuống (V _ce ) _min .

Nguồn DC được lấy từ pin cực thu V _cc được cung cấp bởi

$$ P_ {in} =tage \ times current = V_ {CC} (I_C) _Q $$

Sức mạnh này được sử dụng trong hai phần sau:

Công suất tiêu tán trong tải thu khi nhiệt được cung cấp bởi

$$ P_ {RC} = (hiện tại) ^ 2 \ lần điện trở = (I_C) ^ 2_Q R_C $$

Công suất cung cấp cho bóng bán dẫn được cung cấp bởi

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

Khi tín hiệu được áp dụng, công suất cấp cho bóng bán dẫn được sử dụng trong hai phần sau:

Nguồn AC được phát triển trên các điện trở tải RC tạo thành đầu ra nguồn xoay chiều.

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

Ở đâu I là giá trị RMS của dòng điện đầu ra xoay chiều qua tải, V là giá trị RMS của điện áp xoay chiều, và V_m là giá trị lớn nhất của V.
Điện một chiều được tiêu tán bởi bóng bán dẫn (vùng thu) dưới dạng nhiệt, tức là, (P _C ) _dc

Chúng tôi đã biểu diễn toàn bộ dòng điện trong sơ đồ sau.

Bộ khuếch đại công suất lớp A này có thể khuếch đại tín hiệu nhỏ với độ méo ít nhất và đầu ra sẽ là bản sao chính xác của đầu vào với cường độ tăng lên.

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

Hiệu quả tổng thể

Hiệu suất chung của mạch khuếch đại được cho bởi

$$ (\ eta) _ {total} = \ frac {ac \: power \: delivery \: to \: the \: load} {total \: power \: delivery \: do \: dc \: cung cấp} $ $

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

Hiệu quả của bộ sưu tập

Hiệu suất bộ thu của bóng bán dẫn được định nghĩa là

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

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

Biểu hiện cho hiệu quả tổng thể

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

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

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

vì thế

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