クラスA電力増幅器

トランジスタバイアスの詳細については既に説明しましたが、これはトランジスタをアンプとして動作させるために非常に重要です。したがって、忠実な増幅を実現するには、アンプが線形領域で動作するようにトランジスタのバイアスをかける必要があります。

クラスA電力増幅器は、AC入力電源の全サイクルにわたって出力電流が流れる増幅器です。したがって、入力に存在する完全な信号は出力で増幅されます。次の図は、クラスA電力増幅器の回路図を示しています。

上の図から、コレクターに負荷としてトランスが存在することがわかります。トランスの使用により、インピーダンス整合が可能になり、負荷への最大電力の伝達が生じます。ラウドスピーカー。

この増幅器の動作点は線形領域にあります。 AC入力サイクル全体で電流が流れるように選択されています。次の図は、動作点の選択を説明しています。

動作点Qの出力特性を上の図に示します。ここで、（I〜c〜）〜Q〜および（V〜ce〜）〜Q〜は、それぞれコレクターとエミッター間の信号コレクター電流と電圧を表しません。信号が適用されると、QポイントはQ〜1〜およびQ〜2〜にシフトします。出力電流は（I〜c〜）〜max〜に増加し、（I〜c〜）〜min〜に減少します。同様に、コレクタ-エミッタ間電圧は（V〜ce〜）〜max〜に増加し、（V〜ce〜）〜min〜に減少します。

D.C. コレクターバッテリーV〜cc〜から引き出される電力は、

P _ \ {in} =電圧\ times current = V _ \ {CC}（I_C）_Q

この力は、次の2つの部分で使用されます-

熱が与えられると、コレクター負荷で消費される電力

P _ \ {RC} =（電流）^ 2 \ times抵抗=（I_C）^ 2_Q R_C

トランジスタに与えられる電力は

P _ \ {tr} = P _ \ {in}-P _ \ {RC} = V _ \ {CC}-（I_C）^ 2_Q R_C

信号が適用されると、トランジスタに与えられる電力は次の2つの部分で使用されます-

 *A.C. ACを構成する負荷抵抗RCで発生する電力 電力出力。
+ $$（P_O）_ \ {ac} = I ^ 2 R_C = \ frac \ {V ^ 2} \ {R_C} = \ left（\ frac \ {V_m} \ {\ sqrt \ {2}} \ right ）^ 2 \ frac \ {1} \ {R_C} = \ frac \ {V_m ^ 2} \ {2R_C} $$ +* I *はRMS a.cの値 負荷を通る出力電流、 *V* はR.M.S. a.cの値 、および* V〜m〜*はVの最大値です。
* D.C. トランジスタ（コレクタ領域）によって熱の形で消費される電力、つまり（P〜C〜）〜dc〜

次の図に電力フロー全体を示しました。

パワーフロー

このクラスAのパワーアンプは、歪みを最小限に抑えて小信号を増幅でき、出力は強度を高めた入力の正確なレプリカになります。

効率を表すためにいくつかの式を描いてみましょう。

全体的な効率

アンプ回路の全体的な効率は、

（\ eta）_ \ {overall} = \ frac \ {ac \：power \：delivered \：to \：the \：load} \ {total \：power \：delivery \：by \：dc \：供給}

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

コレクター効率

トランジスタのコレクタ効率は次のように定義されます

（\ eta）_ \ {collector} = \ frac \ {average \：a.c \：power \：output} \ {average \：d.c \：power \：input \：to \：トランジスタ}

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

全体的な効率の表現

（P_O）_ \ {ac} = V _ \ {rms} \ times I _ \ {rms}

= \ frac \ {1} \ {\ sqrt \ {2}} \ left [\ frac \ {（V _ \ {ce}）_ \ {max}-（V _ \ {ce}）_ \ {min} } \ {2} \ right] \ times \ 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}

だから

（\ eta）_ \ {overall} = \ frac \ {[（V _ \ {ce}）_ \ {max}-（V _ \ {ce}）_ \ {min}] \ times [（I_C）_ \ {max}-（I_C）_ \ {min}]} \ {8 \ times V _ \ {CC}（I_C）_Q}

クラスAアンプの利点

クラスAパワーアンプの利点は次のとおりです-

入力サイクル全体に電流が流れる
小信号を増幅できます
出力は入力と同じです
歪みはありません

クラスAアンプの欠点