如上一章所述，A类功率放大器是在交流输入电源的整个周期内流过输出电流的电路。我们还了解了它的缺点，例如输出功率低和效率低。为了最小化这些影响，引入了变压器耦合的A类功率放大器。

下图可以帮助您理解A类功率放大器的结构。这类似于普通放大器电路，但在集电极负载中与变压器连接。

在此，R ₁和R ₂提供分压器布置。电阻Re提供稳定作用，电阻C _e是旁路电容，电阻R _e可以防止交流电压。这里使用的变压器是降压变压器。

变压器的高阻抗初级线圈连接到高阻抗收集器电路。低阻抗次级线圈连接到负载(通常是扬声器)。

变形金刚

集电极电路中使用的变压器用于阻抗匹配。 R _L是连接在变压器次级中的负载。 R _L ‘是变压器原边的反射负载。

初级线圈的匝数为n ₁ ，次级线圈的匝数为n ₂ 。设V ₁和V ₂为一次和二次电压，I ₁和I ₂分别为一次和二次电流。下图清楚地显示了变压器。

我们知道

$$ \ frac {V_1} {V_2} = \ frac {n_1} {n_2} \：和\：\ frac {I_1} {I_2} = \ frac {n_1} {n_2} $$

要么

$$ V_1 = \ frac {n_1} {n_2} V_2 \：和\：I_1 = \ frac {n_1} {n_2} I_2 $$

因此

$$ \ frac {V_1} {I_1} = \ left(\ frac {n_1} {n_2} \ right)^ 2 \ frac {V_2} {I_2} $$

但是V ₁ / I ₁ = R _L ‘=有效输入电阻

V ₂ / I ₂ = R _L =有效输出电阻

因此，

$$ R_L’= \ left(\ frac {n_1} {n_2} \ right)^ 2 R_L = n ^ 2 R_L $$

哪里

$$ n = \ frac {数量\：of \：匝数\：in \：初级} {number \：of \：匝数\：in \：次级} = \ frac {n_1} {n_2} $$

通过在降压变压器中采用适当的匝数比可以匹配功率放大器。

电路操作

如果由于信号引起的集电极电流峰值等于零信号集电极电流，则可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。集电极电压的变化出现在变压器的初级侧。

电路分析

初级线圈的功率损耗很小，因此可以忽略不计。

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变为零，电流从(I _c ) _max变为零。

因此

$$ V_ {rms} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(V_ {ce})_ {max}-(V_ {ce})_ {min}} {2} \ right] = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(V_ {ce})_ {max}} {2} \ right] = \ frac {2V_ {CC}} {2 \ sqrt {2}} = \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} $$

$$ I_ {rms} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(I_C)_ {max}-(I_C)_ {min}} {2} \ right] = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left [\ frac {(I_C)_ {max}} {2} \ right] = \ frac {2(I_C)_Q} {2 \ sqrt {2}} = \ frac {(I_C)_Q} {\ sqrt {2}} $$

因此，

$$(P_O)_ {ac} = V_ {rms} \ times I_ {rms} = \ frac {V_ {CC}} {\ sqrt {2}} \ times \ frac {(I_C)_Q} {\ sqrt { 2}} = \ frac {V_ {CC} \ times(I_C)_Q} {2} $$

因此，

收集器效率= $ \ frac {(P_O)_ {ac}} {(P_ {tr})_ {dc}} $

要么，

$$(\ eta)_ {collector} = \ frac {V_ {CC} \ times(I_C)_Q} {2 \ times V_ {CC} \ times(I_C)_Q} = \ frac {1} {2} $ $

$$ = \ frac {1} {2} \ times 100 = 50 \％$$

A类功率放大器的效率接近30％，而通过使用变压器耦合的A类功率放大器，效率已提高到50％。

好处

变压器耦合的A类功率放大器的优点如下。

• 基极或集电极电阻器中的信号功率没有损失。
• 实现了出色的阻抗匹配。
• 增益很高。
• 提供直流隔离。

缺点

变压器耦合的A类功率放大器的缺点如下。

• 低频信号相对较少地被放大。
• 嗡嗡声是由变压器引入的。
• 变压器体积大且价格昂贵。
• 频率响应不良。

应用领域

变压器耦合A类功率放大器的应用如下。

• 该电路是阻抗匹配为主要标准的地方。

• 它们用作驱动器放大器，有时还用作输出放大器。