Teljesítményerősítők
A gyakorlatban minden erősítő néhány erősítőfokozatból áll. Ha a hangerősítést tekintjük, akkor az igényünktől függően több erősítési fokozatból áll.
Teljesítményerősítő
A hangjel elektromos jellé történő átalakítása után több feszültségerősítés történik, majd közvetlenül a hangszórófokozat előtt az erősített jel teljesítményerősítése következik. Ez jól látható az alábbi ábrán.
Míg a feszültségerősítő a jel feszültségszintjét emeli, addig a teljesítményerősítő a jel teljesítményszintjét. A teljesítményszint emelése mellett azt is mondhatjuk, hogy a teljesítményerősítő olyan eszköz, amely az egyenáramú teljesítményt váltakozó áramúvá alakítja, és amelynek működését a bemeneti jel vezérli.
Az egyenáramú teljesítmény a következő összefüggés szerint oszlik meg,
egyenáramú bemeneti teljesítmény = váltakozó áramú kimeneti teljesítmény + veszteségek
Teljesítménytranzisztor
Egy ilyen teljesítményerősítéshez egy normál tranzisztor nem lenne elegendő. A teljesítményerősítés céljára gyártott tranzisztort teljesítménytranzisztornak nevezzük.
A teljesítménytranzisztor a következő tényezőkben különbözik a többi tranzisztortól.
-
Nagyobb méretű, hogy nagy teljesítményeket tudjon kezelni.
-
A tranzisztor kollektorvidéke nagy, és a keletkező hő minimalizálása érdekében a kollektor-bázis átmenetnél hűtőbordát helyeznek el.
-
A teljesítménytranzisztor emitter- és bázisterülete erősen adalékolt.
-
A kis bemeneti ellenállás miatt kis bemeneti teljesítményt igényel.
A feszültségerősítés és a teljesítményerősítés között tehát nagy a különbség. Ezért most próbáljunk meg belemenni a részletekbe, hogy megértsük a feszültségerősítő és a teljesítményerősítő közötti különbségeket.
Feszültség- és teljesítményerősítők közötti különbség
Próbáljunk különbséget tenni a feszültség- és a teljesítményerősítő között.
Feszültségerősítő
A feszültségerősítő feladata a jel feszültségszintjének emelése. A feszültségerősítőt úgy tervezték, hogy maximális feszültségerősítést érjen el.
A feszültségerősítő feszültségerősítését a
$$A_v = \beta \left (\frac{R_c}{R_{in}} \right )$$
A feszültségerősítő jellemzői a következők –
-
A tranzisztor bázisának vékonynak kell lennie, ezért a β értékének 100-nál nagyobbnak kell lennie.
-
A bemeneti ellenállás Rin ellenállása legyen alacsony a kollektor terhelés RC-hez képest.
-
A kollektor terhelés RC-nek viszonylag nagynak kell lennie. A nagy kollektorterhelés lehetővé tétele érdekében a feszültségerősítőket mindig kis kollektorárammal működtetik.
-
A feszültségerősítőket kis jelfeszültségekhez használják.
Teljesítményerősítő
A teljesítményerősítő feladata a bemeneti jel teljesítményszintjének növelése. Nagy teljesítményt kell leadnia, és nagy áramot kell kezelnie.
A teljesítményerősítő jellemzői a következők –
-
A tranzisztor bázisát megvastagítják, hogy nagy áramokat tudjon kezelni. A β értéke (β > 100) nagy.
-
A tranzisztor méretét nagyobbra szabják, hogy a tranzisztor működése során keletkező több hőt elvezesse.
-
Az impedanciaillesztéshez transzformátorcsatolást használnak.
-
A kollektor ellenállását alacsonyra teszik.
A feszültség- és teljesítményerősítők összehasonlítása az alábbiakban táblázatos formában szerepel.
S.No | Egyedi | Feszültségerősítő | Teljesítményerősítő |
---|---|---|---|
1 | β | High (>100) | Low (5-20) |
2 | RC | High (4-10 KΩ) | Low (5-20 Ω) |
3 | Kapcsolás | Általában R-C csatolás | Változatlanul transzformátorcsatolás |
4 | Bemeneti feszültség | alacsony (néhány m V) | magas (2-4 V) |
5 | Kollektoráram | Alacsony (≈ 1 mA) | Nagy (> 100 mA) |
6 | Kimeneti teljesítmény | alacsony | magas |
7 | Kimeneti impedancia | magas (≈ 12 K Ω) | Alacsony (200 Ω) |