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。
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 | 低 | 高 |
7 | 输出阻抗 | 高 (≈ 12 K Ω) | 低 (200 Ω) |