📜  功率放大器的分类

📅  最后修改于: 2020-11-26 09:32:02             🧑  作者: Mango


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。与射频有关的应用使用无线电功率放大器。但是晶体管的工作点在决定放大器的效率方面起着非常重要的作用。主要分类基于此操作模式完成。

分类是基于它们的频率以及它们的操作模式进行的。

基于频率的分类

功率放大器根据其处理的频率分为两类。它们如下。

  • 音频功率放大器-音频功率放大器提高音频频率范围(20 Hz至20 KHz)的信号的功率电平。它们也被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具有射频范围(3 KHz至300 GHz)的信号的功率水平。它们也被称为大信号功率放大器

基于操作模式的分类

基于工作模式,即输入周期中集电极电流流动的部分,功率放大器可以分类如下。

  • A类功率放大器-当集电极电流在整个信号周期中一直流过时,该功率放大器被称为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-当集电极电流流过输入信号的一半以下时,该功率放大器称为C类功率放大器

如果我们结合使用A类和B类放大器,以便利用两者的优势,那么就会形成另一个放大器,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的是获得最大输出功率。为了实现这一目标,要考虑的重要因素是集电极效率,功耗能力和失真。让我们详细了解它们。

集热效率

这说明了放大器将直流电转换为交流电的能力。当由电池提供直流电源但未提供交流信号输入时,在这种情况下的集电极输出即为集电极效率

集热效率定义为

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

例如,如果电池提供15W功率,而AC输出功率为3W。则晶体管效率将为20%。

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

耗散功率

每个晶体管在运行期间都会发热。当功率晶体管处理大电流时,它会更加发热。热量增加了晶体管的温度,从而改变了晶体管的工作点。

因此,为了保持工作点稳定性,必须将晶体管的温度保持在允许的范围内。为此,必须散发产生的热量。这种容量称为功耗能力。

功率耗散能力可以定义为功率晶体管耗散其中产生的热量的能力。为了消散功率晶体管中产生的热量,使用了被称为散热器的金属外壳。

失真

晶体管是非线性器件。与输入比较时,输出几乎没有变化。在电压放大器中,由于使用小电流,这个问题并不普遍。但是在功率放大器中,当使用大电流时,肯定会出现失真问题。

失真定义为输出波形相对于放大器输入波形的变化。具有较小失真的放大器产生更好的输出,因此被认为是高效的。