Penguat kuasa dikategorikan mengikut cara ia beroperasi, khususnya mengikut segmen dan tempoh pengaliran kitaran input. Penguat kuasa dikategorikan ke dalam Kelas A, AB, C, D dan E. Artikel ini akan menyediakan analisis komprehensif penguat Kelas A.
Penguat Kelas A
Penguat kuasa Kelas A mengalirkan arus secara berterusan sepanjang keseluruhan kitaran isyarat input. Kerana kecekapannya yang rendah, kelas penguat ini kurang kerap digunakan dalam peringkat kuasa yang lebih tinggi.
Prinsip Kerja Penguat Kelas A
Tujuan utama penguat kelas A adalah untuk meminimumkan kehadiran hingar dengan memastikan bahawa bentuk gelombang isyarat kekal dalam kawasan bukan linear ciri input transistor, iaitu antara 0V dan 0.6V. Susunan asas penguat kelas A diberikan di bawah:
Dalam penguat kelas A, sebahagian besar kuasa yang dijana oleh penguat dilesapkan sebagai haba, mengakibatkan pembaziran. Sebab utama kecekapan rendah penguat kelas A ialah pincang berterusan transistor, yang menghasilkan aliran arus yang kecil walaupun tanpa isyarat input.
Penguat kelas A juga boleh digandingkan secara langsung. Penguat kelas A gandingan langsung menyambungkan beban kepada keluaran transistor dengan menggunakan pengubah. Transformer gandingan memudahkan pemadanan impedans yang berkesan antara beban dan output, sekali gus berfungsi sebagai penyumbang utama kepada peningkatan kecekapan.
Litar ini terdiri daripada perintang pembahagi voltan R1 dan R2, serta perintang pincang dan pemancar Re, yang berfungsi untuk menstabilkan litar. Kapasitor pintasan CE dan perintang Re disambung secara selari pada pemancar untuk mengurangkan kesan sementara. Kapasitor input, juga dikenali sebagai kapasitor gandingan (Cin), berfungsi untuk menggandingkan voltan AC isyarat input ke pangkalan transistor sambil menghalang arus DC dari peringkat sebelumnya daripada melalui.
Pada dasarnya, aliran arus adalah melalui beban rintangan pengumpul, mengakibatkan pelesapan arus terus di dalamnya. Oleh itu, kuasa arus terus (DC) diubah menjadi tenaga haba di dalam beban tanpa menjana keluaran kuasa arus ulang alik (AC). Walau bagaimanapun, tidak disyorkan untuk memindahkan arus elektrik secara langsung melalui peranti output. Oleh itu, untuk mencapai matlamat ini, konfigurasi khusus digunakan dengan menggunakan pengubah yang sesuai untuk mewujudkan sambungan antara beban dan penguat, seperti yang dilihat dalam rajah yang disebutkan di atas.
Padanan Impedans
Proses untuk mencapai padanan impedans melibatkan perubahan impedans keluaran penguat dengan cara seperti untuk memadankan impedans masukannya.
Padanan impedans boleh dicapai dengan memilih bilangan lilitan dalam belitan utama dengan teliti untuk memastikan jumlah impedansnya sepadan dengan impedans keluaran transistor. Begitu juga, bilangan lilitan dalam belitan sekunder mesti dipilih untuk mencipta impedans bersih yang sepadan dengan galangan input juga.
Ciri-ciri Output
Berdasarkan rajah di bawah, adalah jelas bahawa titik-Q diletakkan dengan tepat pada titik tengah garis beban AC dan transistor kekal konduktif sepanjang bentuk gelombang input. Kecekapan maksimum ialah 50% dalam penguat kelas-A.
Dalam aplikasi praktikal, kecekapan sistem boleh dikurangkan dengan ketara, berpotensi sehingga 25%, disebabkan oleh faktor seperti gandingan kapasitif dan kehadiran beban induktif seperti pembesar suara. Dalam erti kata lain, hampir 75% kuasa terbuang dalam penguat. Sebahagian besar pelesapan kuasa berlaku sebagai haba di dalam komponen aktif, terutamanya transistor.
Kesimpulan
Penguat Kelas A menguatkan dan menjalankan isyarat input lengkap pada output. Mereka beroperasi tanpa sebarang gangguan dan mempunyai konfigurasi yang sangat mudah. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh operasi berterusan, mereka terdedah kepada kehilangan kuasa dan memerlukan sink haba untuk mengurangkan kesan pemanasan.