Amplificateurs de puissance de classe AB et de classe C

L'amplificateur de classe A et de classe B dont il a été question jusqu'à présent a peu de limites. Essayons maintenant de combiner ces deux pour obtenir un nouveau circuit qui aurait tous les avantages des amplificateurs de classe A et de classe B sans leurs inefficacités. Avant cela, passons également par un autre problème important, appeléCross over distortion, la sortie des rencontres de classe B avec.

Distorsion croisée

Dans la configuration push-pull, les deux transistors identiques se mettent en conduction l'un après l'autre et la sortie produite sera la combinaison des deux.

Lorsque le signal change ou passe d'un transistor à l'autre au point de tension zéro, il produit une quantité de distorsion de la forme d'onde de sortie. Pour qu'un transistor soit conducteur, la jonction base-émetteur doit traverser 0,7 V, la tension de coupure. Le temps nécessaire à un transistor pour passer ON à partir de OFF ou pour passer OFF à partir de l'état ON est appelétransition period.

Au point de tension zéro, la période de transition de commutation des transistors de l'un à l'autre, a son effet qui conduit aux cas où les deux transistors sont OFF à la fois. De telles instances peuvent être appelées commeFlat spot ou Dead band sur la forme d'onde de sortie.

La figure ci-dessus montre clairement la distorsion croisée qui est importante dans la forme d'onde de sortie. C'est le principal inconvénient. Cet effet de distorsion croisée réduit également la valeur crête à crête globale de la forme d'onde de sortie, ce qui réduit à son tour la puissance de sortie maximale. Cela peut être plus clairement compris grâce à la caractéristique non linéaire de la forme d'onde comme indiqué ci-dessous.

Il est entendu que cette distorsion croisée est moins prononcée pour les gros signaux d'entrée, car elle provoque de graves perturbations pour les petits signaux d'entrée. Cette distorsion croisée peut être éliminée si la conduction de l'amplificateur est supérieure à un demi-cycle, de sorte que les deux transistors ne seront pas OFF en même temps.

Cette idée conduit à l'invention de l'amplificateur de classe AB, qui est la combinaison d'amplificateurs de classe A et de classe B, comme décrit ci-dessous.

Amplificateur de puissance de classe AB

Comme son nom l'indique, la classe AB est une combinaison d'amplificateurs de type classe A et classe B. Comme la classe A a le problème du faible rendement et la classe B a un problème de distorsion, cette classe AB est apparue pour éliminer ces deux problèmes, en utilisant les avantages des deux classes.

La distorsion croisée est le problème qui se produit lorsque les deux transistors sont OFF au même instant, pendant la période de transition. Afin d'éliminer cela, la condition doit être choisie pour plus d'un demi-cycle. Par conséquent, l'autre transistor entre en conduction, avant que le transistor de fonctionnement ne passe à l'état de coupure. Ceci est réalisé uniquement en utilisant une configuration de classe AB, comme indiqué dans le schéma de circuit suivant.

Par conséquent, dans la conception d'amplificateurs de classe AB, chacun des transistors push-pull est conducteur pendant un peu plus que le demi-cycle de conduction en classe B, mais beaucoup moins que le cycle complet de conduction de la classe A.

L'angle de conduction de l' amplificateur de classe AB se situe entre 180 ^o à 360 ^o en fonction du point de fonctionnement sélectionné. Ceci est compris à l'aide de la figure ci-dessous.

La faible tension de polarisation donnée à l'aide des diodes D ₁ et D ₂ , comme le montre la figure ci-dessus, aide le point de fonctionnement à être au-dessus du point de coupure. Par conséquent, la forme d'onde de sortie de la classe AB résulte comme le montre la figure ci-dessus. La distorsion de croisement créée par la classe B est surmontée par cette classe AB, et les inefficacités des classes A et B n'affectent pas le circuit.

Ainsi, la classe AB est un bon compromis entre la classe A et la classe B en termes d'efficacité et de linéarité ayant un rendement atteignant environ 50% à 60%. Les amplificateurs de classe A, B et AB sont appeléslinear amplifiers parce que l'amplitude et la phase du signal de sortie sont linéairement liées à l'amplitude et à la phase du signal d'entrée.

Amplificateur de puissance de classe C

Lorsque le courant du collecteur circule pendant moins d'un demi-cycle du signal d'entrée, l'amplificateur de puissance est appelé class C power amplifier.

L'efficacité de l'amplificateur de classe C est élevée tandis que la linéarité est médiocre. L'angle de conduction pour la classe C est inférieur à 180 ^o . Il est généralement d'environ 90 ^o , ce qui signifie que le transistor reste inactif pendant plus de la moitié du signal d'entrée. Ainsi, le courant de sortie sera délivré pendant moins de temps par rapport à l'application du signal d'entrée.

La figure suivante montre le point de fonctionnement et la sortie d'un amplificateur de classe C.

Ce type de polarisation donne une efficacité bien améliorée d'environ 80% à l'amplificateur, mais introduit une forte distorsion dans le signal de sortie. En utilisant l'amplificateur de classe C, les impulsions produites à sa sortie peuvent être converties en onde sinusoïdale complète d'une fréquence particulière en utilisant des circuits LC dans son circuit collecteur.