パワーアンプの分類

パワーアンプは、信号のパワーレベルを増幅します。この増幅は、オーディオアプリケーションの最終段階で行われます。無線周波数に関連するアプリケーションでは、無線電力増幅器が使用されます。しかし、トランジスタの「動作点」は、アンプの効率を決定する上で非常に重要な役割を果たします。 *主な分類*は、この動作モードに基づいて行われます。

分類は、周波数と動作モードに基づいて行われます。

頻度に基づく分類

パワーアンプは、扱う周波数に基づいて2つのカテゴリに分類されます。それらは次のとおりです。

オーディオパワーアンプ-オーディオパワーアンプは、オーディオ周波数範囲（20 Hz〜20 KHz）を持つ信号のパワーレベルを上げます。それらは「小信号電力増幅器」としても知られています。
無線電力増幅器-無線電力増幅器または調整された電力増幅器は、無線周波数範囲（3 KHz〜300 GHz）の信号の電力レベルを上げます。また、*大信号電力増幅器*としても知られています。

動作モードに基づく分類

動作モード、つまりコレクタ電流が流れる入力サイクルの部分に基づいて、電力増幅器は次のように分類できます。

クラスAパワーアンプ-信号の全サイクル中にコレクタ電流が常に流れる場合、パワーアンプは*クラスAパワーアンプ*として知られています。
クラスBパワーアンプ-コレクタ電流が入力信号の正の半サイクル中にのみ流れる場合、パワーアンプは*クラスBパワーアンプ*として知られています。
クラスCパワーアンプ-コレクタ電流が入力信号の半サイクル未満しか流れない場合、パワーアンプは*クラスCパワーアンプ*として知られています。

クラスAアンプとクラスBアンプを組み合わせて両方の利点を活用する場合、クラスABアンプと呼ばれる別のアンプが形成されます。

これらのアンプの詳細に入る前に、アンプの効率を決定するために考慮しなければならない重要な用語を見てみましょう。

パフォーマンスを考慮した用語

電力増幅器の主な目的は、最大出力電力を得ることです。これを達成するために考慮すべき重要な要素は、コレクタ効率、電力消費能力、および歪みです。それらについて詳しく見ていきましょう。

コレクター効率

これは、増幅器がDC電力をAC電力に変換する方法を説明しています。バッテリーからDC供給が与えられ、AC信号入力が与えられない場合、そのような状態でのコレクター出力は、*コレクター効率*として観察されます。

コレクター効率は次のように定義されます

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

たとえば、バッテリーが15Wを供給し、AC出力電力が3Wである場合。そうすると、トランジスタの効率は20％になります。

電力増幅器の主な目的は、最大のコレクタ効率を得ることです。したがって、コレクタ効率の値が高いほど、アンプの効率は高くなります。

消費電力

すべてのトランジスタは、動作中に熱くなります。パワートランジスタは大電流を処理するため、より熱くなります。この熱によりトランジスタの温度が上昇し、トランジスタの動作点が変化します。

そのため、動作点の安定性を維持するために、トランジスタの温度を許容範囲内に維持する必要があります。このため、発生した熱を放散する必要があります。このような容量は、電力消費能力と呼ばれます。

電力消費能力*は、パワートランジスタが発生する熱を放散する能力として定義できます。パワートランジスタで発生する熱を放散するために、ヒートシンクと呼ばれる金属ケースが使用されます。

ねじれ

トランジスタは非線形デバイスです。入力と比較すると、出力にはほとんど変化がありません。電圧増幅器では、小さな電流が使用されるため、この問題は優勢ではありません。しかし、電力増幅器では、大電流が使用されているため、歪みの問題が確実に発生します。

歪み*は、アンプの入力波形からの出力波形の変化として定義されます。歪みの少ないアンプは、より良い出力を生成するため、効率的と見なされます。

Amplifiers-classification-of-power-amplifiers

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