Vermogensversterkers
In de praktijk bestaat elke versterker uit enkele stadia van versterking. Als we naar audioversterking kijken, zijn er verschillende versterkingsfasen, afhankelijk van onze vereisten.
Vermogensversterker
Nadat het audiosignaal in een elektrisch signaal is omgezet, worden er verschillende spanningsversterkingen uitgevoerd, waarna de vermogensversterking van het versterkte signaal wordt uitgevoerd vlak voor de luidsprekerfase. Dit is duidelijk te zien in de onderstaande figuur.
Terwijl de spanningsversterker het spanningsniveau van het signaal verhoogt, verhoogt de eindversterker het vermogensniveau van het signaal. Naast het verhogen van het vermogensniveau kan ook worden gezegd dat een vermogensversterker een apparaat is dat gelijkstroom in wisselstroom omzet en waarvan de werking door het ingangssignaal wordt geregeld.
Het gelijkstroomvermogen wordt verdeeld volgens de relatie,
DC ingangsvermogen = AC uitgangsvermogen + verliezen
Vermogenstransistor
Voor een dergelijke vermogensversterking zou een normale transistor niet voldoende zijn. Een transistor die is vervaardigd voor het doel van vermogensversterking, wordt een vermogenstransistor genoemd.
Een vermogenstransistor verschilt van de andere transistors in de volgende factoren.
-
Hij is groter van formaat, om grote vermogens aan te kunnen.
-
Het collectorgebied van de transistor is groot gemaakt en er is een koellichaam geplaatst bij de collector-basisovergang, om de opgewekte warmte te minimaliseren.
-
De emitter- en basisregio’s van een vermogenstransistor zijn zwaar gedoteerd.
-
Dankzij de lage ingangsweerstand heeft de transistor een laag ingangsvermogen nodig.
Er is dus een groot verschil tussen spanningsversterking en vermogensversterking. Laten we dus nu proberen in de details te treden om de verschillen tussen een spanningsversterker en een vermogensversterker te begrijpen.
Verschil tussen spannings- en vermogensversterkers
Laten we proberen onderscheid te maken tussen spannings- en vermogensversterker.
Voltageversterker
De functie van een spanningsversterker is om het spanningsniveau van het signaal te verhogen. Een spanningsversterker is ontworpen om een maximale spanningsversterking te bereiken.
De spanningsversterking van een versterker wordt gegeven door
$$A_v = \beta \left (\frac{R_c}{R_{in}} \right )$$
De eigenschappen van een spanningsversterker zijn als volgt –
-
De basis van de transistor moet dun zijn en de waarde van β moet dus groter zijn dan 100.
-
De weerstand van de ingangsweerstand Rin moet laag zijn in vergelijking met de collectorbelasting RC.
-
De collectorbelasting RC moet relatief hoog zijn. Om een hoge collectorbelasting mogelijk te maken, worden de spanningsversterkers altijd bij een lage collectorstroom gebruikt.
-
De spanningsversterkers worden gebruikt voor kleine signaalspanningen.
Vermogensversterker
De functie van een vermogensversterker is om het vermogen van het ingangssignaal te verhogen. Hij moet een grote hoeveelheid vermogen leveren en moet grote stromen aankunnen.
De kenmerken van een eindversterker zijn als volgt –
-
De basis van de transistor wordt dikker gemaakt om grote stromen aan te kunnen. De waarde van β is (β > 100) hoog.
-
De grootte van de transistor wordt groter gemaakt, om meer warmte af te voeren, die wordt geproduceerd tijdens de werking van de transistor.
-
Transformatorkoppeling wordt gebruikt voor impedantieaanpassing.
-
De weerstand van de collector wordt laag gemaakt.
De vergelijking tussen spannings- en eindversterkers wordt hieronder in tabelvorm gegeven.
S.No | Particular | Voltageversterker | Vermogensversterker |
---|---|---|---|
1 | β | Hoog (>100) | Laag (5 tot 20) |
2 | RC | Hoog (4-10 KΩ) | Low (5 tot 20 Ω) |
3 | Koppeling | Usually R-C-koppeling | Vaak transformatorkoppeling |
4 | Ingangsspanning | Laag (enkele m V) | Hoog (2-4 V) |
5 | Collectorstroom | Laag (≈ 1 mA) | Hoog (> 100 mA) |
6 | Power output | Low | High |
7 | Output impendence | High (≈ 12 K Ω) | Laag (200 Ω) |