Wzmacniacze mocy

Wzmacniacze mocy są układami, od których wymaga się dostarczenia do obciążenia sygnału użytecznego o dużej mocy, po jak najmniejszym poborze mocy ze źródła zasilania i przy możliwie małych zniekształceniach.

Do podstawowych parametrów wzmacniaczy należą:

• moc wyjściowa P_wy i jej wartość maksymalna P_wymax przy pełnym wysterowaniu;

• sprawność energetyczna η, określająca stosunek mocy P_wy oddawanej do obciążenia i mocy P_z, z jaką wzmacniacz pobiera ze źródeł zasilania;

• wzmocnienie mocy $K_{p} = \frac{P_{\text{wy}}}{P_{\text{we}}}$;

• zniekształcenia określane najczęściej za pomocą współczynnika zawartości harmonicznych h’ lub współczynnika zniekształceń całkowitych h;

• charakterystyka częstotliwościowa.

Wzmacniacze mocy m. cz. realizuje się najczęściej jako układy przeciwsobne. W układach przeciwsobnych dwa tranzystory steruje się w przeciwnych fazach, a ich wyjścia łączy się różnicowo. W ten sposób na wyjściu otrzymuje się sumę sygnałów wzmocnionych przez oba tranzystory. Jeżeli zastosuje się parę tranzystorów komplementarnych n-p-n i p-n-p /rys. 5.52a/, to przy dodatniej półfali napięcia wejściowego przewodzi tranzystor T1, a tranzystor T2 jest spolaryzowany w kierunku wstecznym. Przy półfali ujemnej sytuacja ulega odwróceniu: tranzystor T2 przewodzi, a T1 jest spolaryzowany wstecznie. Każda półfala sygnału jest wzmacniana przez jeden z tranzystorów, natomiast prąd obciążenia stanowi sumę obu tych półfal. Jeżeli tranzystory mają zbliżone parametry, a zwłaszcza współczynniki wzmocnienia β, impedancje wejściowe i wyjściowe, to układ pracuje symetrycznie i przez obciążenie R₀ nie płynie składowa stała.

/rys. 5.52/

Wzmacniacze mocy realizuje się także w wersji scalonej. Topologie takich układów są nierzadko skomplikowane, ale zapewniają uzyskanie dobrych parametrów oraz dożą ich stałość. Głównym problemem przy realizacji scalonych wzmacniaczy mocy jest zapewnienie dobrego odprowadzania ciepła. Z tego powodu moc wyjściowa wzmacniaczy monolitycznych nie przekracza na ogół kilku lub kilkunastu watów. Większą moc wyjściową pozwalają uzyskać wzmacniacze hybrydowe. Scalone wzmacniacze mocy mają na ogół obudowy przystosowane do zamocowania na radiatorze.