Amplificatoare de Putere

CAPITOLUL I

În cazul amplificatoarelor de putere prezintă interes nu numai amplitudinea semnalului de la bornele de ieşire al amplificatorului, ci şi puterea debitată de acest semnal în sarcină. În mod obişnuit, pentru a obţine o anumită putere la ieşirea etajului final al amplificatorului, trebuie aplicată o anumită putere la intrarea lui, deci acest tip de amplificatoare se caracterizează printr-o anumită amplificare de putere. În principiu, există două deosebiri principale între amplificatoarele de tensiune şi cele de putere, în privinţa condiţiilor specifice de funcţionare:

-nivelul semnalului necesar la intrare: semnal mic la amplificatoarele de tensiune(AU) şi semnal mare la cele de putere(AP);

-valoarea impedanţei de sarcină; relativ mare(Zint≈hll=sute de ohmi până la kiloohmi ) pentru AU, mică (Rdifuzor=câţiva Ω) pentru AP.

Un alt aspect important în cazul acestor etaje este acela al randamentului, care trebuie să fie cât mai ridicat. Etajul absoarbe de la sursa de alimentare o anumită putere Pa, din care o parte foloseşte ca putere utilă Pu, dezvoltată pe rezistenţa de sarcină şi o parte se pierde pe tranzistor si elementele rezistive ale schemei prin care circulă componente continue; puterea disipată pe tranzistor trebuie să nu depăşească Pd max admisibilă a acestuia.

Prin randamentul etajului ηet se inţelege raportul:

ηet = ,

în care:

Pa = Pu+Pd,

Pd < Pd max.

1. Cuplajul prin transformator

Datorită valorilor foarte diferite pe care le au rezistenţa de ieşire a unui montaj cu tranzistor (sute de kΩ, MΩ) şi valoarea sarcinii (câtiva ohmi), pentru realizarea unui transfer maxim de putere în impedanţa de sarcină cuplajul între ieşirea etajului şi sarcină se face prin intermediul unui transformator care transformă impedanţa de sarcină la valoarea optimă a impedanţei de sarcină a amplificatorului.

Dacă transformatorul de cuplaj are schema din figura 1, în care n1 şi n2 reprezintă numărul de spire din primar, respectiv din secundar, iar r1 şi r2 rezistenţele proprii ale înfăşurărilor respective atunci primarul transformatorul prezintă în c.a. o rezistenţă de valoarea:

unde R2 este rezistenţa la bornele secundarului. În curent continuu rezistenţa primarului rămâne r1.

Randamentul transformatorului ηT este prin definiţie raportul între puterea debitată în sarcină (R2) şi puterea aplicată la bornele primarului. Considerând transformatorul ideal (fără pierderi de flux), deci n1I1 = n2I2, rezultă:

Fig.1. Schema unui transformator de cuplaj cu sarcina.

Comportarea transformatorului la frecvenţe joase depinde de inductanţa primarului L1 iar la frecvenţe înalte de inductanţa de scăpări Ls.

2. Clase de funcţionare pentru amplificatoare de putere

În funcţie de tensiunea continuă de polarizare bază-emitor şi amplitudinea semnalului de excitaţie, un tranzistor poate fi utilizat în mai multe regimuri de lucru, numite clase de funcţionare.