Amplificateurs de puissance de classe A

Nous avons déjà rencontré les détails de la polarisation des transistors, ce qui est très important pour le fonctionnement d'un transistor en tant qu'amplificateur. Par conséquent, pour obtenir une amplification fidèle, la polarisation du transistor doit être effectuée de telle sorte que l'amplificateur fonctionne sur la région linéaire.

Un amplificateur de puissance de classe A est un amplificateur dans lequel le courant de sortie circule pendant tout le cycle de l'alimentation d'entrée CA. Par conséquent, le signal complet présent à l'entrée est amplifié à la sortie. La figure suivante montre le schéma de circuit de l'amplificateur de puissance de classe A.

D'après la figure ci-dessus, on peut observer que le transformateur est présent au collecteur en tant que charge. L'utilisation d'un transformateur permet l'adaptation d'impédance, ce qui entraîne le transfert de la puissance maximale vers la charge, par exemple le haut-parleur.

Le point de fonctionnement de cet amplificateur est présent dans la région linéaire. Il est sélectionné de manière à ce que le courant circule pendant tout le cycle d'entrée CA. La figure ci-dessous explique la sélection du point de fonctionnement.

Les caractéristiques de sortie avec le point de fonctionnement Q sont indiquées dans la figure ci-dessus. Ici (I c ) Q et (V ce ) Q ne représentent aucun courant de collecteur de signal et tension entre le collecteur et l'émetteur respectivement. Lorsque le signal est appliqué, le point Q passe à Q 1 et Q 2 . Le courant de sortie augmente jusqu'à (I c ) max et diminue jusqu'à (I c ) min . De même, la tension collecteur-émetteur augmente jusqu'à (V ce ) max et diminue jusqu'à (V ce ) min .

La puissance CC tirée de la batterie du collecteur V cc est donnée par

$$ P_ {in} = tension \ fois courant = V_ {CC} (I_C) _Q $$

Cette puissance est utilisée dans les deux parties suivantes -

  • Puissance dissipée dans la charge du capteur lorsque la chaleur est donnée par

$$ P_ {RC} = (courant) ^ 2 \ fois la résistance = (I_C) ^ 2_Q R_C $$

  • La puissance donnée au transistor est donnée par

$$ P_ {tr} = P_ {in} - P_ {RC} = V_ {CC} - (I_C) ^ 2_Q R_C $$

Lorsque le signal est appliqué, la puissance donnée au transistor est utilisée dans les deux parties suivantes -

  • Alimentation CA développée sur les résistances de charge RC qui constituent la puissance de sortie CA.

    $$ (P_O) _ {ac} = I ^ 2 R_C = \ frac {V ^ 2} {R_C} = \ left (\ frac {V_m} {\ sqrt {2}} \ right) ^ 2 \ frac {1 } {R_C} = \ frac {V_m ^ 2} {2R_C} $$

    Où I est la valeur RMS du courant de sortie ca à travers la charge, V est la valeur RMS de la tension alternative, et Vm est la valeur maximale de V.

  • La puissance continue dissipée par le transistor (région du collecteur) sous forme de chaleur, c'est-à-dire (P C ) DC

Nous avons représenté l'ensemble du flux d'énergie dans le diagramme suivant.

Cet amplificateur de puissance de classe A peut amplifier les petits signaux avec moins de distorsion et la sortie sera une réplique exacte de l'entrée avec une force accrue.

Let us now try to draw some expressions to represent efficiencies.

L'efficacité globale

L'efficacité globale du circuit amplificateur est donnée par

$$ (\ eta) _ {global} = \ frac {ac \: puissance \: livré \: à \: le \: charge} {total \: puissance \: livré \: par \: dc \: alimentation} $ $

$$ = \ frac {(P_O) _ {ac}} {(P_ {in}) _ {dc}} $$

Efficacité du collecteur

L'efficacité du collecteur du transistor est définie comme

$$ (\ eta) _ {collector} = \ frac {average \: ac \: power \: output} {average \: dc \: power \: input \: to \: transistor} $$

$$ = \ frac {(P_O) _ {ac}} {(P_ {tr}) _ {dc}} $$

Expression pour une efficacité globale

$$ (P_O) _ {ac} = V_ {rms} \ times I_ {rms} $$

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

$$ = \ frac {[(V_ {ce}) _ {max} - (V_ {ce}) _ {min}] \ times [(I_C) _ {max} - (I_C) _ {min}]} { 8} $$

Par conséquent

$$ (\ eta) _ {global} = \ frac {[(V_ {ce}) _ {max} - (V_ {ce}) _ {min}] \ fois [(I_C) _ {max} - (I_C ) _ {min}]} {8 \ fois V_ {CC} (I_C) _Q} $$

Avantages des amplificateurs de classe A

Les avantages de l'amplificateur de puissance de classe A sont les suivants:

  • Le courant circule pour un cycle d'entrée complet
  • Il peut amplifier de petits signaux
  • La sortie est la même que l'entrée
  • Aucune distorsion n'est présente

Inconvénients des amplificateurs de classe A

Les avantages de l'amplificateur de puissance de classe A sont les suivants:

  • Faible puissance de sortie
  • Faible efficacité du capteur