انواع تقویت کننده ها از نظر نوع عملکرد تقویتی
پنجشنبه, ۳۰ بهمن ۱۳۹۹، ۰۷:۵۶ ب.ظ
در این نوشته، خلاصه‌ای از انواع تقویت‌کننده‌ها را بیان می‌کنیم.
مدار تقویت‌کننده یک طبقه
تقویت‌کننده‌های سیگنال کوچک
- تقویت‌کننده‌های سیگنال کوچک، به عنوان تقویت‌کننده ولتاژ نیز شناخته می‌شوند.
- تقویت‌کننده‌های ولتاژ، سه مشخصه اصلی شامل مقاومت ورودی، مقاومت خروجی و بهره دارند.
- بهره تقویت‌کننده سیگنال کوچک، برابر با مقداری است که سیگنال ورودی تقویت می‌شود.
- بهره، نسبت خروجی به ورودی است، بنابراین واحدی ندارد و از نماد A برای نمایش آن استفاده می‌شود. این مقدار برای تقویت‌کننده‌ها به صورت بهره ولتاژ (Av)، بهره جریان (Ai) و بهره توان (Ap) تعریف می‌شود.
- بهره توان ترانزیستور را می‌توان برحسب دسی‌بل یا dB نیز بیان کرد.
- برای تقویت بدون اعوجاج تمام سیگنال‌های ورودی در تقویت‌کننده کلاس A، بایاس DC بیس ضروری است.
- بایاس DC، نقطه کار تقویت‌کننده را در نقطه وسط خط بار قرار می‌دهد.
- اگر تقویت‌کننده ترانزیستوری به درستی بایاس نشود، مقادیر اعوجاج بزرگی در خروجی تولید خواهد کرد.
- ورودی‌های بزرگ، به دلیل بریدگی دامنه، اعوجاج دامنه بزرگ تولید می‌کنند.
- موقعیت نامناسب نقطه کار روی خط بار، سبب برش اشباع خواهد شد.
- تقویت‌کننده امیتر مشترک، رایج‌ترین نوع تقویت‌کننده ولتاژ است که از ترانزیستور پیوندی دوقطبی بهره می‌گیرد.
- تقویت‌کننده سورس مشترک، متداول‌ترین نوع تقویت‌کننده ولتاژ است که از ترانزیستور پیوندی اثر میدان استفاده می‌کند.
جدول زیر مقایسه تقویت‌کننده‌های JFET و BJT را نشان می‌دهد:
| پارامتر | تقویت‌کننده امیتر مشترک | تقویت‌کننده سورس مشترک |
| بهره ولتاژ (Av) | متوسط/زیاد | متوسط/زیاد |
| بهره جریان (Ai) | زیاد | خیلی زیاد |
| بهره توان (Ap) | زیاد | بسیار زیاد |
| مقاومت ورودی (Rin) | متوسط | خیلی زیاد |
| مقاومت خروجی (Rout) | متوسط/زیاد | متوسط/زیاد |
| جابجایی فاز | 180 درجه | 180 درجه |
تقویت‌کننده‌های سیگنال بزرگ
- تقویت‌کننده‌های سیگنال بزرگ، تقویت‌کننده توان نیز نامیده می‌شوند.
- تقویت‌کننده‌های توان به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. مثلاً:
- تقویت‌کننده کلاس A که در آن، ترانزیستور خروجی، کل سیکل ورودی را هدایت می‌کند.
- تقویت‌کننده کلاس B که هر ترانزیستور آن، 50 درصد سیگنال ورودی را هدایت می‌کند.
- تقویت‌کننده کلاس AB که ترانزیستورهای آن، بین 50 تا 100 درصد سیگنال ورودی را هدایت می‌کنند.
- یک تقویت‌کننده توان ایده‌آل، 100 درصد توان DC ورودی را به بار تحویل می‌دهد.
- تقویت‌کننده‌های کلاس A، رایج‌ترین نوع تقویت‌کننده‌های توان هستند، اما بازده آن‌ها کمتر از 40 درصد است.
- تقویت‌کننده‌های کلاس B، بازده بیشتری (حدود 70 درصد) نسبت به تقویت‌کننده‌های کلاس A دارند، اما اعوجاج زیادی تولید می‌کنند.
- وقتی سیگنال ورودی وجود نداشته باشد، تقویت‌کننده‌های کلاس B توان بسیار کمی مصرف می‌کنند.
- با استفاده از پیکربندی طبقه خروجی «پوش-پول» ساده کلاس B، تقویت‌کننده‌های توان به دلیل بایاس نقطه قطع، اعوجاج گذر از صفر تولید می‌کنند.
- مقاومت‌ها یا دیودهای پیش‌بایاس، به حذف اعوجاج گذر از صفر کمک می‌کنند.
- تقویت‌کننده‌های کلاس B را می‌توان با استفاده از ترانسفورماتور یا ترانزیستورهای مکمل در خروجی ساخت.
