Ontwerpen van klasse-a, klasse-b en klasse-abversterkers: Berekeningen en prestatie-afrekeningen

Het ontwerp van de versterker omvat het selecteren van de juiste klasse op basis van prestatie-eisen zoals efficiëntie, lineariteit en warmtedissipatie. Het begrijpen van de berekeningen en afwegingen voor klasse-A, klasse-B en klasse-AB-versterkers helpt bij het nemen van weloverwogen beslissingen voor specifieke toepassingen.

Versterkers van klasse A

Klasse-A-versterkers werken met de uitgangstransistor die gedurende de gehele invoercyclus wordt geleid. Ze staan bekend om hoge lineariteit en lage vervorming, maar hebben een lage efficiëntie, meestal rond 25-30%. De biasstroom is zo ingesteld dat de transistor altijd actief blijft, wat resulteert in een significante warmtedissipatie.

Berekeningen voor klasse-A-versterkers richten zich op de spanning en de stroom, zodat de transistor in het actieve gebied blijft. De vermogensdissipatie wordt berekend als:

Pdissipatie = VCC × Ibias

Versterkers van klasse B

Klasse-B versterkers gebruiken twee transistors, elk geleidend voor de helft van de golfvorm. Deze configuratie verbetert de efficiëntie, tot 78,5%. Echter, ze zijn gevoelig voor crossover vervorming wanneer de output overgangen tussen transistors.

De sleutelberekening omvat het bevooroordeelen van de transistors bij cutoff, met de biasstroom ingesteld op nul of bijna nul. De efficiëntie wordt berekend als:

Efficiëntie = (Pout / P[DC) × 100%

Klasse-AB-versterkers

Klasse-AB-versterkers combineren functies van klasse-A en klasse-B-ontwerpen. Ze gebruiken bevoordeling om transistors lichtjes te geleiden, waardoor crossoververvorming wordt verminderd en de efficiëntie van klasse-A wordt verbeterd, meestal rond de 50-60%. Dit maakt ze geschikt voor audiotoepassingen.

De biasstroom is zorgvuldig ingesteld om vervorming te minimaliseren zonder overmatige hitte. De berekeningen omvatten balanceerspanning en stroom om de prestaties te optimaliseren terwijl het regelen van de stroomdissipatie.

Prestaties trade-offs