Effektforsterkere er kategorisert i henhold til hvordan de fungerer, spesielt i henhold til segmentet og varigheten av ledning av inngangssyklusen. Effektforsterkere er kategorisert i klasse A, AB, C, D og E. Denne artikkelen vil gi en omfattende analyse av klasse A-forsterkere.
Klasse A forsterker
Klasse A effektforsterker leder strøm kontinuerlig gjennom hele syklusen til inngangssignalet. På grunn av sin lave effektivitet, brukes denne forsterkerklassen sjeldnere i høyere effekttrinn.
Arbeidsprinsipp for klasse A-forsterker
Hovedformålet med klasse A-forsterkere er å minimere tilstedeværelsen av støy ved å sikre at signalbølgeformen forblir innenfor det ikke-lineære området til transistorens inngangskarakteristikk, nemlig mellom 0V og 0,6V. Det grunnleggende arrangementet av klasse A forsterker er gitt nedenfor:
I klasse A-forsterkere forsvinner en betydelig del av kraften som genereres av forsterkeren som varme, noe som resulterer i sløsing. Hovedårsaken til den lave effektiviteten til klasse A-forsterkere er den kontinuerlige forspenningen av transistorene, noe som resulterer i en liten strømflyt selv i fravær av et inngangssignal.
Klasse A-forsterkerne kan også kobles direkte. En direktekoblet klasse A-forsterker kobler last til transistorens utgang ved å bruke en transformator. En koblingstransformator letter effektiv impedanstilpasning mellom last og utgang, og tjener dermed som en viktig bidragsyter til økt effektivitet.
Kretsen omfatter spenningsdelermotstander R1 og R2, samt en forspenningsmotstand og en emitter Re, som tjener til å stabilisere kretsen. En bypass-kondensator CE og motstanden Re er koblet parallelt ved emitteren for å redusere transienteffektene. Inngangskondensatoren, også kjent som koblingskondensatoren (Cin), tjener til å koble AC-spenningen til inngangssignalet til bunnen av transistoren mens den forhindrer at likestrøm fra forrige trinn passerer gjennom.
I prinsippet går strøm gjennom den resistive belastningen til kollektoren, noe som resulterer i en likestrømspredning i den. Derfor blir likestrøm (DC) strøm omdannet til varmeenergi inne i lasten uten å generere vekselstrøm (AC) effekt. Det anbefales imidlertid ikke å overføre den elektriske strømmen direkte gjennom utgangsenheten. Derfor, for å oppnå dette målet, brukes en spesifikk konfigurasjon ved å bruke en passende transformator for å etablere en forbindelse mellom lasten og forsterkeren, som vist i det ovennevnte diagrammet.
Impedanstilpasning
Prosessen med å oppnå impedanstilpasning innebærer å endre utgangsimpedansen til forsterkeren på en måte som passer til inngangsimpedansen.
Impedanstilpasning kan oppnås ved å nøye velge antall vindinger i hovedviklingen for å sikre at dens totale impedans samsvarer med transistorens utgangsimpedans. Tilsvarende må antall vindinger i sekundærviklingen velges for å skape en nettoimpedans som også matcher inngangsimpedansen.
Utgangsegenskaper
Basert på diagrammet nedenfor er det tydelig at Q-punktet er nøyaktig plassert ved midtpunktet av AC-lastlinjen og transistoren forblir ledende gjennom inngangsbølgeformen. Maksimal effektivitet er 50 % i klasse A-forsterkere.
I praktiske applikasjoner kan systemeffektiviteten reduseres betydelig, potensielt så mye som 25 %, på grunn av faktorer som kapasitiv kobling og tilstedeværelsen av induktive belastninger som høyttalere. Med andre ord, nesten 75 % av strømmen går bort i forsterkeren. En betydelig del av krafttapet skjer som varme inne i de aktive komponentene, spesielt transistorene.
Konklusjon
Klasse A-forsterkere forsterker og leder hele inngangssignalet ved utgang. De fungerer uten avbrudd og har en veldig enkel konfigurasjon. På grunn av kontinuerlig drift er de imidlertid utsatt for strømtap og krever kjøleribber for å dempe varmeeffekter.