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プッシュプルクラスA電力増幅器

これまで、2種類のクラスA電力増幅器を見てきました。 対処すべき主な問題は、低出力と効率です。 *プッシュプル*構成と呼ばれる組み合わせのトランジスタペアを使用することにより、クラスAアンプよりも高い出力と効率を得ることができます。

この回路では、出力段に2つの相補トランジスタを使用し、一方のトランジスタはNPNまたはNチャネルタイプで、もう一方のトランジスタは PUSHのように動作するように接続されたPNPまたはPチャネル(補数)タイプです。トランジスタをON にし、同時に別のトランジスタをOFF *に引き出します。 このプッシュプル構成は、クラスA、クラスB、クラスC、またはクラスABアンプで行うことができます。

プッシュプルクラスA電力増幅器の構築

プッシュプル構成のクラスA電力増幅器回路の構成を下図に示します。 この配置は、主に単一トランジスタ増幅器の伝達特性の非線形性によって導入される高調波歪みを低減します。

非直線性

プッシュプル配置では、2つの同一のトランジスタT〜1〜およびT〜2〜のエミッタ端子が短絡しています。 入力信号はトランスT〜r1〜を介してトランジスタに印加され、トランスT〜r1〜は両方のトランジスタベースに逆極性の信号を提供します。 両方のトランジスタのコレクタは、出力トランスT〜r2〜の一次側に接続されています。 両方のトランスはセンタータップされています。 V〜CC〜電源は、出力トランスの一次側を介して両方のトランジスタのコレクタに供給されます。

抵抗R〜1〜およびR〜2〜は、バイアス配置を提供します。 負荷は通常、出力トランスの2次側に接続されたスピーカーです。 出力トランスの巻数比は、負荷がトランジスタの出力インピーダンスとよく一致するように選択されます。 そのため、最大電力が増幅器によって負荷に供給されます。

回路動作

出力は、出力トランスT〜r2〜から収集されます。 このトランスT〜r2〜の一次側には、実質的にDC成分がありません。 トランジスタT〜1〜およびT〜2〜のコレクタはトランスT〜r2〜の一次側に接続されているため、電流の大きさは等しく、トランスT〜r2〜の一次側を逆方向に流れます。

a.c. 入力信号が印加されると、トランジスタT〜1〜のベースはより正になり、トランジスタT〜2〜のベースはあまり正になりません。 したがって、トランジスタT〜1〜のコレクタ電流i〜c1〜は増加し、トランジスタT〜2〜のコレクタ電流i〜c2〜は減少します。 これらの電流は、出力トランスの一次側の2つの半分に反対方向に流れます。 さらに、これらの電流によって生成される磁束も反対方向になります。

したがって、負荷にかかる電圧は誘導電圧となり、その大きさはコレクタ電流の差に比例します。

(i _ \ {c1}-i _ \ {c2})

同様に、負の入力信号の場合、コレクタ電流i〜c2〜はi〜c1〜より大きくなります。 この場合、負荷に発生する電圧は再び差に起因します

(i _ \ {c1}-i _ \ {c2})

$ i _ \ {c2}> i _ \ {c1} $として

負荷に誘導される電圧の極性は逆になります。

i _ \ {c1}-i _ \ {c2} = i _ \ {c1} +(-i _ \ {c2})

よりよく理解するために、下の図を考えてみましょう。

Addition Wave

全体的な操作の結果は、a.c。 出力トランスの二次側に誘導される電圧、したがってa.c. その負荷に電力が供給されます。

入力信号の任意の半サイクル中に、一方のトランジスタが導通状態に駆動(またはプッシュ)され、もう一方が非導通(プルアウト)になっていることがわかります。 したがって、* Push-pull増幅器*という名前です。 プッシュプル増幅器の高調波歪みは最小限に抑えられ、すべての偶数次高調波が除去されます。

利点

クラスAプッシュプル増幅器の利点は次のとおりです。

  • 高a.c. 出力が取得されます。
  • 出力には偶数次高調波がありません。
  • リップル電圧の影響は相殺されます。 これらは、不適切なフィルタリングのために電源に存在します。

デメリット

クラスAプッシュプル増幅器の欠点は次のとおりです。

  • トランジスタは、増幅率が等しくなるように同一にする必要があります。
  • トランスにはセンタータップが必要です。
  • トランスフォーマーはかさばり、高価です。