功率放大器

实际上,任何放大器都由几个放大阶段组成。如果我们考虑音频放大,它有几个放大阶段,具体取决于我们的要求。

功率放大器

音频信号转换为电信号后,它会进行几次电压放大,之后在扬声器阶段之前对放大信号进行功率放大。下图清楚地显示了这一点。

音频信号

电压放大器提高信号的电压水平,而功率放大器提高信号的功率水平。除了提高功率水平外,功率放大器还可以说是一种将直流电转换为交流电的设备,其动作由输入信号控制。

直流电按照以下关系分配,

直流功率输入 = 交流功率输出 + 损耗

功率晶体管

对于这种功率放大,普通晶体管无法胜任。为了实现功率放大而制造的晶体管称为功率晶体管

功率晶体管与其他晶体管的不同之处在于以下几个方面。

  • 其尺寸较大,以便处理大功率。

  • 晶体管的集电极区域较大,并在集电极-基极结处放置散热器,以尽量减少产生的热量。

  • 功率晶体管的发射极和基极区域掺杂较多。

  • 由于输入电阻低,因此需要的输入功率较低。

因此,电压放大和功率放大之间存在很大差异。因此,现在让我们尝试深入了解细节,以了解电压放大器和功率放大器之间的区别。

电压放大器和功率放大器之间的区别

让我们尝试区分电压放大器和功率放大器。

电压放大器

电压放大器的功能是提高信号的电压电平。电压放大器旨在实现最大电压放大。

放大器的电压增益由以下公式给出

$$A_v = \beta \left (\frac{R_c}{R_{in}} ight )$$

电压放大器的特性如下 −

  • 晶体管的基极应该很薄,因此 β 的值应大于 100。

  • 与集电极负载 RC 相比,输入电阻 Rin 的电阻应较低。

  • 集电极负载 RC 应相对较高。为了允许高集电极负载,电压放大器始终在低集电极电流下工作。

  • 电压放大器用于小信号电压。

功率放大器

功率放大器的功能是提高输入信号的功率水平。它需要提供大量功率并处理大电流。

功率放大器的特性如下 −

  • 晶体管的基极加厚以处理大电流。β 的值(β > 100)高。

  • 晶体管的尺寸更大,以便散发晶体管工作时产生的更多热量。

  • 变压器耦合用于阻抗匹配。

  • 集电极电阻较低。

下面以表格形式给出了电压和功率放大器之间的比较。

S.No 特殊 电压放大器 功率放大器
1 β 高 (>100) 低 (5 到 20)
2 RC 高 (4-10 KΩ) 低 (5 到 20 Ω)
3 耦合 通常为 R-C 耦合 始终为变压器耦合
4 输入电压 低(几 mV) 高(2-4 V)
5 集电极电流 低(≈ 1 mA) 高(> 100 mA)
6 功率输出
7 输出阻抗 高 (≈ 12 K Ω) 低 (200 Ω)