우리는 이미 논의했습니다. 전력 증폭기의 등급 및 분류 이전 기사에서. 파워 앰프 회로는 라우드 스피커와 같은 부하를 구동하기 위해 고출력을 전달하는 데 사용됩니다. 전력 증폭기는 콜렉터 전류가 흐를 것으로 예상되는 입력주기의 일부인 작동 모드에 따라 분류됩니다. 이를 바탕으로 전력 증폭기는 다음과 같이 분류됩니다. 이 기사에서는 클래스 A 앰프에 대해 자세히 설명합니다.

클래스 A 전력 증폭기
클래스 B 전력 증폭기
클래스 C 전력 증폭기
클래스 AB 전력 증폭기
클래스 D, E, G, S, T 전력 증폭기 (스위칭 파워 앰프)

일반적으로 파워 앰프 (대형 신호)는 오디오 앰프 시스템의 출력 단계에서 라우드 스피커 부하를 구동하는 데 사용됩니다. 일반적인 라우드 스피커는 4Ω에서 8Ω 사이의 임피던스를 가지므로 파워 앰프는 낮은 임피던스 스피커를 구동하는 데 필요한 높은 피크 전류를 공급할 수 있어야합니다.

클래스 A 전력 증폭기

클래스 A 증폭기에서 콜렉터 전류가 입력 신호의 전체주기 동안 항상 흐르면 전력 증폭기를 클래스 A 전력 증폭기라고합니다. 효율이 낮기 때문에 더 높은 전력 출력 단계에서는 덜 사용됩니다.

클래스 A 바이어스의 목적은 트랜지스터의 입력 특성이 비선형 인 0v에서 0.6v 사이의 영역에서 신호 파형을 만들어 증폭기에 노이즈가 없도록 만드는 것입니다.

클래스 A 증폭기 설계는 우수한 선형 증폭기를 생성하지만 대부분의 전력은 증폭기 열의 형태로 낭비됩니다. 클래스 A 증폭기의 트랜지스터는 항상 순방향 바이어스되므로 입력 신호가 없어도 전류가 거의 흐르지 않으며 이것이 효율성이 떨어지는 주된 이유입니다. 직접 결합 된 클래스 A 전력 증폭기의 회로도가 아래 그림에 나와 있습니다.

변압기 결합 클래스 A 증폭기

위에 표시된 회로는 직접 결합 된 클래스 A 증폭기입니다. 부하가 출력에 결합되는 증폭기 트랜지스터 변압기를 사용하는 것을 직접 결합 증폭기라고합니다.

트랜스포머 커플 링 기술을 사용하면 증폭기의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 커플 링 트랜스포머는 부하와 출력간에 우수한 임피던스 매칭을 제공하며, 이것이 효율성 향상의 주된 이유입니다.

일반적으로 전류는 컬렉터 저항 부하를 통해 흐르며, 이로 인해 DC 전원이 낭비됩니다. 결과적으로이 DC 전력은 부하에서 열의 형태로 소멸되고 출력 AC 전력에 기여하지 않습니다.

따라서 출력 장치 (예 : 확성기)를 통해 직접 전류를 전달하는 것은 바람직하지 않습니다.

“디지털 전자 제품의 플립플롭 ”

이러한 이유로, 위의 회로에서 주어진 바와 같이 증폭기에 부하를 연결하기 위해 적합한 변압기를 사용하여 특별한 배열이 이루어집니다.

회로에는 회로 안정화에 사용되는 전위 분배기 저항 R1 및 R2, 바이어스 및 이미 터 바이 패스 저항 Re가 있습니다. 이미 터 바이 패스 커패시터 CE와 이미 터 저항 Re는 AC 전압을 방지하기 위해 병렬로 연결됩니다.

입력 커패시터 Cin ( 커플 링 커패시터 ) AC 입력 신호 전압을 트랜지스터의베이스에 연결하는 데 사용되며 이전 단계에서 DC를 차단합니다.

에 강압 변압기 고 임피던스 콜렉터를 저임피던스 부하에 연결하기 위해 적절한 권선비가 제공됩니다

클래스 A 증폭기의 임피던스 매칭

임피던스 매칭 증폭기의 출력 임피던스를 부하의 입력 임피던스와 같게하여 수행 할 수 있습니다. 이것은 최대 전력 전달을위한 중요한 원리입니다 (최대 전력 전달 정리에 따름).

여기서 임피던스 매칭은 순 임피던스가 트랜지스터 출력 임피던스와 같도록 1 차측의 턴 수를 선택하고 순 임피던스가 라우드 스피커 입력 임피던스와 같도록 2 차측의 턴 수를 선택하여 달성 할 수 있습니다.

클래스 A 전력 증폭기의 출력 특성

아래 그림에서 Q 포인트가 AC 부하 라인의 중앙에 정확히 배치되고 트랜지스터가 입력 파형의 모든 포인트에 대해 전도하는 것을 볼 수 있습니다. 클래스 A 전력 증폭기의 이론적 최대 효율은 50 %입니다.

클래스 A 전력 증폭기 출력 특성-AC 부하 라인

“닉이 하는 일 ”

실제로 용량 성 결합 및 유도 성 부하 (라우드 스피커)를 사용하면 효율이 25 %까지 낮아질 수 있습니다. 이는 공급 라인에서 증폭기가 끌어온 전력의 75 %가 낭비됨을 의미합니다.

낭비되는 전력의 대부분은 능동 소자 (트랜지스터)에서 열의 형태로 손실됩니다. 결과적으로 적당히 전력이 공급되는 클래스 A 전력 증폭기라도 큰 전원 공급 장치와 큰 히트 싱크가 필요합니다.

직접 결합 된 클래스 A 증폭기의 장단점

제약 조건에 따라 다양한 용도로 전력 증폭기를 사용합니다. 각각의 모든 클래스 파워 앰프는 신뢰성과 효율성에 따라 고유 한 장점과 단점이 있습니다.

클래스 A 증폭기의 장점

입력 신호의 정확한 출력 복제로 인해 충실도가 높습니다.
활성 장치가 항상 켜져 있기 때문에 고주파 응답이 향상되었습니다. 즉, 장치를 켜는 데 시간이 필요하지 않습니다.
활성 장치가 입력 신호의 전체주기 동안 전도하기 때문에 교차 왜곡이 없습니다.
단일 종단 구성은 클래스 A 앰프에서 쉽고 실용적으로 구현할 수 있습니다.

클래스 A 증폭기의 단점

큰 전원 공급 장치와 방열판으로 인해 클래스 A 증폭기는 비용이 많이 들고 부피가 큽니다.
효율성이 떨어집니다.
변압기 커플 링으로 인해 주파수 응답이 좋지 않습니다.

클래스 A 증폭기의 응용

클래스 A 앰프는 트랜지스터가 끊김없이 전체 오디오 파형을 재생하므로 야외 음악 시스템에 더 적합합니다. 결과적으로 사운드는 매우 깨끗하고 선형 적입니다. 즉, 훨씬 낮은 수준의 왜곡이 포함됩니다.
일반적으로 매우 크고 무거 우며 1 와트 당 거의 4 ~ 5 와트의 열 에너지를 생성합니다. 따라서 그들은 매우 뜨겁고 많은 환기가 필요합니다. 따라서 그들은 자동차에 전혀 이상적이지 않으며 가정에서는 거의 허용되지 않습니다.

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