מגברי הספק מסווגים לפי אופן הפעולה שלהם, במיוחד לפי הקטע ומשך ההולכה של מחזור הקלט. מגברי הספק מסווגים לקטגוריות A, AB, C, D ו-E. מאמר זה יספק ניתוח מקיף של מגברים מסוג A.
מגבר Class A
מגבר כוח Class A מוליך זרם ברציפות לאורך כל המחזור של אות הכניסה. בגלל היעילות הנמוכה שלו, סוג מגבר זה נמצא פחות בשימוש בשלבי הספק גבוהים יותר.
עקרון העבודה של מגבר Class A
המטרה העיקרית של מגברים מסוג A היא למזער את נוכחות הרעש על ידי הבטחת שצורת גל האות נשארת באזור הלא ליניארי של מאפיין הכניסה של הטרנזיסטור, כלומר בין 0V ל-0.6V. הסידור הבסיסי של מגבר Class A ניתן להלן:
במגברים מסוג A, חלק ניכר מההספק המיוצר על ידי המגבר מתפזר כחום, וכתוצאה מכך לבזבוז. הסיבה העיקרית ליעילות הנמוכה של מגברים מסוג A היא הטיה מתמשכת של הטרנזיסטורים, מה שגורם לזרימת זרם קטנה גם בהיעדר אות כניסה.
ניתן גם לחבר ישירות את מגברי Class A. מגבר מסוג A מצמד ישיר מחבר עומס לפלט של הטרנזיסטור באמצעות שנאי. שנאי צימוד מאפשר התאמת עכבות יעילה בין עומס לפלט, ובכך משמש כתורם מרכזי להגברת היעילות.
המעגל כולל נגדי מחלקי מתח R1 ו-R2, כמו גם נגד הטיה ופולט Re, המשמשים לייצוב המעגל. קבל מעקף CE והנגד Re מחוברים במקביל בפולט כדי להפחית את ההשפעות החולפות. קבל הקלט, המכונה גם קבל הצימוד (Cin), משמש לצימוד מתח AC של אות הכניסה לבסיס הטרנזיסטור תוך מניעת מעבר זרם DC מהשלב הקודם.
באופן עקרוני, זרימת הזרם היא דרך העומס ההתנגדות של הקולט, וכתוצאה מכך פיזור זרם ישר בו. לכן, כוח זרם ישר (DC) הופך לאנרגיית חום בתוך העומס מבלי ליצור פלט כוח זרם חילופין (AC). עם זאת, לא מומלץ להעביר ישירות את הזרם החשמלי דרך התקן הפלט. לכן, כדי להשיג מטרה זו, מיושמת תצורה ספציפית באמצעות שנאי מתאים ליצירת חיבור בין העומס למגבר, כפי שניתן לראות בתרשים הנ'ל.
התאמת עכבה
תהליך השגת התאמת עכבה כרוך בשינוי עכבת המוצא של המגבר באופן כזה שיתאים לעכבת הקלט שלו.
ניתן להשיג התאמת עכבה על ידי בחירה קפדנית של מספר הסיבובים בפיתול הראשי כדי להבטיח שהעכבה הכוללת שלו תואמת את זו של עכבת המוצא של הטרנזיסטור. באופן דומה, יש לבחור את מספר הסיבובים בפיתול המשני כדי ליצור עכבה נטו התואמת גם את עכבת הכניסה.
מאפייני פלט
בהתבסס על הדיאגרמה שלהלן, ברור שנקודת ה-Q ממוקמת במדויק בנקודת האמצע של קו העומס AC והטרנזיסטור נשאר מוליך לאורך כל צורת גל הכניסה. היעילות המקסימלית היא 50% במגברים מסוג A.
ביישומים מעשיים, ניתן להפחית משמעותית את יעילות המערכת, פוטנציאלית של עד 25%, בשל גורמים כגון צימוד קיבולי ונוכחות של עומסים אינדוקטיביים כגון רמקולים. במילים אחרות, כמעט 75% מהכוח מתבזבז בתוך המגבר. חלק ניכר מפיזור ההספק מתרחש כחום בתוך הרכיבים הפעילים, במיוחד הטרנזיסטורים.
סיכום
מגברים מסוג A מגבירים ומוליכים את אות הכניסה המלא ביציאה. הם פועלים ללא כל הפרעות ויש להם תצורה פשוטה מאוד. עם זאת, עקב פעולה רציפה, הם נוטים לאובדן חשמל ודורשים גופי קירור כדי להפחית את השפעות החימום.