上期讨论了classa放大器如何设置ac负载线中点,以及电阻参数怎么计算。由于classa放大器要完成的是对信号的功率放大,所以这一期主要讲讲其对其输出功率、效率等问题。
关键:classa放大器;
01classa放大器的静态功耗
首先一个问题是如图选择classa放大器中三极管型号,在直流等效电路中,当电阻确定之后,可以计算出放大器的静态工作点,并获得icq和vceq的具体数值,这两个量的乘积就是放大器的静态功耗(quiescentpower),即:
放大器中三极管额定功率不能小于静态功耗pdq,否则将会烧毁放大器中的三极管。
实例计算:
某classa放大器的静态工作点为:icq=100ma、vceq=10v,请计算放大器的静态功耗,并选择可胜任该放大器所需要的三极管,假设该classa放大器为共射极结构,以一个npn型三极管为主要放大器器件。
可以算的该三极管的静态功耗为:
于是该放大器的静态功耗为1w,所以可选择同时满足:vceq>10v、ic>100ma、pd>1w的npn型三极管。
02classa放大器的输出功率以及效率
当q点在ac负载线的中央时,classa放大器获得最大的输出信号,此时c极电流最大摆动的范围为0icq、c-e极间电压的最大摆动范围为0vceq,所以有效(峰峰值/1.414)输出功率为:
而整个classa放大器“消耗”的功率——输入功率由电源提供的电源vcc,以及电流icq决定。而当q点在ac负载线中央时可认为vcc≈2vceq,所以输入功率为:
于是当q点在ac负载线中央时,classa放大器的最大效率为:
从式(1.5)的结果来看,无论怎么设计classa放大器,其效率也绝不会超过25%,剩下的75%就会转换热能白白浪费掉了。
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