V praxi se každý zesilovač skládá z několika zesilovacích stupňů. Pokud uvažujeme zesílení zvuku, má několik stupňů zesílení v závislosti na našem požadavku.

Výkonový zesilovač

Po převedení zvukového signálu na elektrický signál se provede několik napěťových zesílení, po kterých se těsně před stupněm hlasitého reproduktoru provede výkonové zesílení zesíleného signálu. To je jasně znázorněno na následujícím obrázku.

Když napěťový zesilovač zvyšuje napěťovou úroveň signálu, výkonový zesilovač zvyšuje výkonovou úroveň signálu. Kromě zvyšování výkonové úrovně lze také říci, že výkonový zesilovač je zařízení, které převádí stejnosměrný výkon na střídavý a jehož činnost je řízena vstupním signálem.

Stejnosměrný výkon se rozděluje podle vztahu,

Stejnosměrný výkon na vstupu = střídavý výkon na výstupu + ztráty

Výkonový tranzistor

Pro takové zesílení výkonu by běžný tranzistor nestačil. Tranzistor, který je vyroben tak, aby vyhovoval účelu výkonového zesílení, se nazývá výkonový tranzistor.

Výkonový tranzistor se od ostatních tranzistorů liší v následujících faktorech.

• Má větší rozměry, aby zvládl velké výkony.

• Kolektorová oblast tranzistoru je velká a na přechodu kolektor-báze je umístěn chladič, aby se minimalizovalo vznikající teplo.

• Emitorová a bázová oblast výkonového tranzistoru jsou silně dopovány.

• Vzhledem k malému vstupnímu odporu vyžaduje malý příkon.

Z toho vyplývá velký rozdíl v napěťovém a výkonovém zesílení. Pokusme se tedy nyní proniknout do podrobností, abychom pochopili rozdíly mezi napěťovým a výkonovým zesilovačem.

Rozdíl mezi napěťovým a výkonovým zesilovačem

Pokusme se rozlišit napěťový a výkonový zesilovač.

Napěťový zesilovač

Úkolem napěťového zesilovače je zvýšit úroveň napětí signálu. Napěťový zesilovač je navržen tak, aby dosáhl maximálního zesílení napětí.

Zesílení napěťového zesilovače je dáno vztahem

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

Charakteristiky napěťového zesilovače jsou následující –

• Báze tranzistoru by měla být tenká, a proto by hodnota β měla být větší než 100. V případě, že se jedná o zesilovač napětí, musí být báze tranzistoru tenká.

• Odpor vstupního rezistoru Rin by měl být nízký ve srovnání s kolektorovou zátěží RC.

• Kolektorová zátěž RC by měla být relativně vysoká. Aby bylo možné vysoké zatížení kolektoru, pracují napěťové zesilovače vždy s malým kolektorovým proudem.

• Napěťové zesilovače se používají pro malá napětí signálu.

Výkonový zesilovač

Úkolem výkonového zesilovače je zvýšit úroveň výkonu vstupního signálu. Musí dodávat velký výkon a musí zvládnout velký proud.

Vlastnosti výkonového zesilovače jsou následující –

• Báze tranzistoru je zesílena, aby zvládla velké proudy. Hodnota β je (β > 100) vysoká.

• Velikost tranzistoru se zvětšuje, aby se odvedlo více tepla, které vzniká při provozu tranzistoru.

• Pro impedanční přizpůsobení se používá transformační vazba.

• Kolektorový odpor je udělán malý.

Srovnání napěťových a výkonových zesilovačů je uvedeno níže v tabulkové formě.

.

.

.