AMPLIFICATORI DI POTENZA
Due parametri fondamentali per riconoscere le caratteristiche di un amplificatore di potenza sono:
- rendimento di conversione
- figura di merito
Il rendimento rappresenta il rapporto fra la potenza utile, del
segnale fornito in uscita e la potenza assorbita complessivamente
dall'alimentazione, mentre la figura di merito rappresenta il rapporto fra la
potenza dissipata sul componente attivo, nelle peggiori condizioni di
funzionamento e la potenza utile fornita in uscita .
Gli amplificatori di potenza si possono suddividere in quattro
grandi famiglie in base al tempo in cui i componenti attivi del finale sono in
conduzione, CLASSE A : il componente attivo del finale
conduce per tutto il periodo della forma d'onda in ingresso da amplificare
(Esempio classico un amplificatore a BJT in configurazione emettitore comune) Il
difetto di questi amplificatore, è che pur avendo una risposta fedelissima, la
potenza dissipata dal finale è il doppio della potenza che si vuole ottenere
sul carico, ad esempio, 1W dinamico su un autoparlante, l'alimentazione deve
essere di 4W, il transistor deve dissiparne al massimo 2W.
CLASSE B : rispetto alla classe A, ha il vantaggio di avere
un rendimento pari a 0,78, contro quello in classe A pari a 0,5 0,25, di contro però
la classe B utilizza due componenti attivi per il finale di potenza, in più è
necessaria una alimentazione duale. Un esempio di amplificatore in classe B è
la struttura a BJT (uno PNP, uno NPN) Push-Pull. Per ottenere una potenza sul
carico di ad esempio 10W, l'alimentazione deve fornire almeno 12,8W, e i
transistor ne devono dissipare 2,8W ciascuno. Sulla forma d'onda del segnale di
uscita, è presente la cosiddetta distorsione di cross-over, dovuta alla
tensione di soglia Vg dei due transistor finali,
questo problema, viene eliminato con la pre polarizzazione delle giunzioni in
modo che basta una piccola tensione in ingresso per far condurre i due
transistor.
CLASSE A-B : polarizzando in modo adeguato i finali, in
modo d farli condurre appena si presenta una piccola variazione di tensione in
ingresso, trasforma la classe B in classe a A-B. Un amplificatore di potenza,
nel nostro caso classe A-B, necessita una pre amplificazione del segnale, invece
di applicarlo direttamente ai finali, per questa funzione si inserisce prima dei
finale un circuito chiamato driver. Il rendimento di questa classe
è uguale a quello della classe B 0,78, la differenza sostanziale è che i
finali conducono per un periodo maggiore rispetto alla classe B.
CLASSE C : la classe C, polarizza i finali, innmodo da
farli condurre per un tempo che è pari a meno della metà del periodo del
segnale di ingresso, sono utilizzati solo per le grandi frequenze.
Rimane ancora una classe di amplificatori da descrivere, gli amplificatori in CLASSE
D, la loro funzione è quella di convertire il segnale in ingresso
in un treno di impulsi, i quali vengono amplificati da circuiti che lavorano in
commutazione ON-OFF e successivamente riconvertiti nel segnale originario
amplificato.