功率放大器


实际上,任何放大器都由几个放大级组成。如果我们考虑音频放大,它有几个放大阶段,具体取决于我们的要求。

功率放大器

音频信号转换为电信号后,会进行多次电压放大,然后在扬声器级之前对放大后的信号进行功率放大。下图清楚地显示了这一点。

音频信号

当电压放大器提高信号的电压电平时,功率放大器提高信号的功率电平。除了提高功率电平外,也可以说功率放大器是将直流电转换为交流电的装置,其动作由输入信号控制。

直流功率根据以下关系进行分配:

直流输入功率=交流输出功率+损耗

功率晶体管

对于这样的功率放大,普通晶体管是无法做到的。为满足功率放大目的而制造的晶体管称为功率晶体管

功率晶体管与其他晶体管的不同之处在于以下因素。

  • 它的尺寸较大,以便处理大功率。

  • 晶体管的集电极区做得很大,并且在集电极-基极结处放置散热器,以最大限度地减少产生的热量。

  • 功率晶体管的发射极和基极区域是重掺杂的。

  • 由于输入电阻低,因此需要低输入功率。

因此电压放大和功率放大有很大的区别。因此,现在让我们尝试深入了解电压放大器和功率放大器之间的差异。

电压放大器和功率放大器之间的区别

让我们尝试区分电压放大器和功率放大器。

电压放大器

电压放大器的功能是提高信号的电压电平。电压放大器旨在实现最大电压放大。

放大器的电压增益由下式给出

$$A_v = \beta \left (\frac{R_c}{R_{in}} \right )$$

电压放大器的特性如下 -

  • 晶体管的基极应该很薄,因此β值应该大于100。

  • 与集电极负载 R C相比,输入电阻器 R in的电阻应较低。

  • 集电极负载R C应相对较高。为了允许高集电极负载,电压放大器始终在低集电极电流下工作。

  • 电压放大器用于小信号电压。

功率放大器

功率放大器的作用是提高输入信号的功率电平。它需要提供大量的功率并且必须处理大电流。

功率放大器的特性如下 -

  • 晶体管的基极加厚以处理大电流。β 的值较高(β > 100)。

  • 晶体管的尺寸做得更大,是为了散发更多晶体管工作期间产生的热量。

  • 变压器耦合用于阻抗匹配。

  • 集电极电阻变低。

下面以表格形式给出了电压放大器和功率放大器之间的比较。

序列号 特别的 电压放大器 功率放大器
1 β 高(>100) 低(5 至 20)
2 遥控_ 高(4-10KΩ) 低(5 至 20 Ω)
3 耦合 通常为 RC 耦合 始终是变压器耦合
4 输入电压 低(几 mV) 高(2-4V)
5 集电极电流 低(约 1 mA) 高 (> 100 mA)
6 功率输出 低的 高的
7 输出阻抗 高 (≈ 12 K Ω) 低(200Ω)