功率放大器的分类


功率放大器放大信号的功率电平。这种放大是在音频应用的最后阶段完成的。与无线电频率相关的应用采用无线电功率放大器。但晶体管的工作点在确定放大器的效率方面起着非常重要的作用。主要的分类就是根据这种运作方式来进行的。

分类是根据其频率和操作模式进行的。

根据频率分类

根据功率放大器处理的频率,功率放大器分为两类。它们如下。

  • 音频功率放大器- 音频功率放大器提高音频范围(20 Hz 至 20 KHz)信号的功率水平。它们也称为小信号功率放大器

  • 无线电功率放大器- 无线电功率放大器或调谐功率放大器可提高射频范围(3 KHz 至 300 GHz)信号的功率水平。它们也称为大信号功率放大器

按经营方式分类

基于操作模式,即集电极电流流动的输入周期的部分,功率放大器可以分类如下。

  • A 类功率放大器- 当集电极电流在信号的整个周期内始终流动时,功率放大器被称为A 类功率放大器

  • B 类功率放大器- 当集电极电流仅在输入信号的正半周期期间流动时,该功率放大器被称为B 类功率放大器

  • C 类功率放大器- 当集电极电流流动少于输入信号的半个周期时,该功率放大器被称为C 类功率放大器

如果将A类放大器和B类放大器结合起来,发挥两者的优点,就形成了另一种放大器,称为AB类放大器。

在详细介绍这些放大器之前,让我们先看一下确定放大器效率时必须考虑的重要术语。

考虑性能的条款

功率放大器的主要目标是获得最大输出功率。为了实现这一点,需要考虑的重要因素是集电极效率、功耗能力和失真。让我们详细了解一下它们。

收集器效率

这解释了放大器将直流电源转换为交流电源的效果。当电池提供直流电源但没有提供交流信号输入时,观察这种情况下的集电极输出作为集电极效率

收集器效率定义为

$$\eta = \frac{平均\: 交流\: 功率\: 输出}{平均\: 直流\: 功率\: 输入\: 到\: 晶体管}$$

例如,如果电池供电15W,交流输出功率为3W。那么晶体管效率将为20%。

功率放大器的主要目的是获得最大集电极效率。因此,集电极效率值越高,放大器的效率就越高。

功耗能力

每个晶体管在工作过程中都会发热。当功率晶体管处理大电流时,它会变得更热。这种热量会增加晶体管的温度,从而改变晶体管的工作点。

因此,为了保持工作点稳定性,晶体管的温度必须保持在允许的范围内。为此,必须散发产生的热量。这种能力称为功耗能力。

功率耗散能力可以定义为功率晶体管消散其中产生的热量的能力。使用称为散热器的金属外壳来散发功率晶体管中产生的热量。

失真

晶体管是一种非线性器件。与输入相比,输出几乎没有变化。在电压放大器中,由于使用的是小电流,所以这个问题并不是主要问题。但在功率放大器中,由于使用大电流,必然会出现失真问题。

失真被定义为放大器的输出波形相对于输入波形的变化。失真较小的放大器会产生更好的输出,因此被认为是高效的。