变压器耦合 A 类功率放大器
如前一章所述，A 类功率放大器是在交流输入电源的整个周期内输出电流流动的电路。我们还了解了它的缺点，例如输出功率和效率低。为了最大限度地减少这些影响，引入了变压器耦合 A 类功率放大器。
结合下图可以了解甲类功放的结构。这与普通放大器电路类似，但在集电极负载中连接有变压器。
这里R 1和R 2提供分压器布置。电阻器 Re 提供稳定性，C e是旁路电容器，Re用于防止交流电压。这里使用的变压器是降压变压器。
变压器的高阻抗初级连接到高阻抗集电极电路。低阻抗次级连接到负载（通常是扬声器）。
变压器动作
集电极电路中使用的变压器是为了阻抗匹配。R L是连接在变压器次级的负载。R L ' 是变压器初级的反射负载。
初级匝数为 n 1，次级匝数为 n 2。令V 1和V 2为初级和次级电压，I 1和I 2分别为初级和次级电流。下图清楚地显示了变压器。
我们知道
$$\frac{V_1}{V_2} = \frac{n_1}{n_2}\: 和\: \frac{I_1}{I_2} = \frac{n_1}{n_2}$$
或者
$$V_1 = \frac{n_1}{n_2}V_2 \: 和\: I_1 = \frac{n_1}{n_2}I_2$$
因此
$$\frac{V_1}{I_1} = \left ( \frac{n_1}{n_2} \right )^2 \frac{V_2}{I_2}$$
但V 1 /I 1 = R L ' = 有效输入电阻
V 2 /I 2 = R L = 有效输出电阻
所以，
$$R_L' = \left ( \frac{n_1}{n_2}\right )^2 R_L = n^2 R_L$$
在哪里
$$n = \frac{初级中的匝数}{次级中的匝数} = \frac{n_1}{n_2}$$
可以通过在降压变压器中采取适当的匝数比来匹配功率放大器。
电路操作
如果信号引起的集电极电流的峰值等于零信号集电极电流，则获得最大交流功率输出。因此，为了实现完全放大，工作点应位于负载线的中心。
当施加信号时，工作点明显变化。集电极电压与集电极电流反相变化。集电极电压的变化出现在变压器初级上。
电路分析
假设初级的功率损耗可以忽略不计，因为其电阻非常小。
直流条件下的输入功率为
$$(P_{in})_{dc} = (P_{tr})_{dc} = V_{CC} \times (I_C)_Q$$
在A类放大器的最大容量下，电压从(V ce ) max摆动到零，电流从(I c ) max摆动到零。
因此
$$V_{rms} = \frac{1}{\sqrt{2}} \left [\frac{(V_{ce})_{max} - (V_{ce})_{min}}{2} \right ] = \frac{1}{\sqrt{2}} \left[ \frac{(V_{ce})_{max}}{2}\right ] = \frac{2V_{CC}}{2 \sqrt{2}} = \frac{V_{CC}}{\sqrt{2}}$$
$$I_{rms} = \frac{1}{\sqrt{2}} \left [\frac{(I_C)_{max} - (I_C)_{min}}{2} \right ] = \frac {1}{\sqrt{2}} \left[ \frac{(I_C)_{max}}{2}\right ] = \frac{2(I_C)_Q}{2\sqrt{2}} = \压裂{(I_C)_Q}{\sqrt{2}}$$
所以，
$$(P_O)_{ac} = V_{rms} \times I_{rms} = \frac{V_{CC}}{\sqrt{2}} \times \frac{(I_C)_Q}{\sqrt{ 2}} = \frac{V_{CC} \times (I_C)_Q}{2}$$
所以，
收集器效率 = $\frac{(P_O)_{ac}}{(P_{tr})_{dc}}$
或者，
$$(\eta)_{收集器} = \frac{V_{CC} \times (I_C)_Q}{2 \times V_{CC} \times (I_C)_Q} = \frac{1}{2}$ $
$$= \frac{1}{2} \乘以100 = 50\%$$
甲类功放的效率接近30%，而采用变压器耦合甲类功放则效率提高到50%。
优点
变压器耦合A类功率放大器的优点如下。
- 基极或集电极电阻不会损失信号功率。
- 实现了出色的阻抗匹配。
- 增益高。
- 提供直流隔离。
缺点
变压器耦合A类功率放大器的缺点如下。
- 相对而言，低频信号的放大程度较低。
- 交流声噪声是由变压器引入的。
- 变压器体积大且成本高。
- 频率响应差。
应用领域
变压器耦合A类功率放大器的应用如下。
在该电路中，阻抗匹配是主要标准。
它们用作驱动放大器，有时用作输出放大器。