트랜지스터(Transistor)의 결합방식에 따른 증폭회로 / 전력 증폭 회로

트랜지스터(Transistor)의 결합방식에 따른 증폭회로 / 전력 증폭 회로

 

1. 결합방식에 따른 증폭회로

1) 저항 용량(RC)결합 증폭회로

그림(Fig01)은 RC결합 2단 증폭회로의 한 예를 보인 것이다. TR1 Base에 미약한 신호를 공급하면 콜렉터 측에는 증폭된 큰 신호(위상이180)반전)가 나타난다. 이와 같이 부하저항(Rc1)과 결합콘덴서(C2)로서 전,후단을 연결하는 것을 RC결합 증폭회로라 한다. 이러한 RC결합 증폭회로는 경제적이고 회로의 안정성이 있으며 소형화 될 수 있다는 장점이 있는 반면, 임피던스의 정합이 어렵고 Rc, Ra, Rb에 의한 손실 등으로 능률이 낮은 결점이 있지만 주파수 특성이 넓은 범위에 걸쳐 평탄하기 때문에 주로 저주파 증폭에서 많이 이용된다.

< Fig01. RC결합 증폭회로 >

 

2) 트랜스 결합 증폭 회로

그림(Fig02)의 트랜스결합 증폭회로는 RC결합 증폭회로에서 Rc1과 C2 대신 트랜스를 삽입하여 결합한 증폭회로다. 트랜스는 출력 임피던스와 다음 단의 입력 임피던스를 매칭시키는데 사용된다. 에미터접지 증폭기의 경우 입력 임피던스는 수100[Ω]정도로 낮은데 비하여 출력 임피던스는 수[kΩ]정도가 되는데 트랜스를 사용하여 매칭시킨다.

트랜스에서 1차측 임피던스를 Z1, 2차측 임피던스를 Z2, 트랜스 권선수를 N1 : N2라 할때

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의 관계로 임피던스 매칭이 이루어진다.

트랜스의 1차측과 2차측의 권수비를 적당히 해줌으로써 전단과 후단이 완전히 매칭될 수 있고, 그리고 트랜스는 직류저항이 적어서 손실이 적기 때문에 능률이 좋다. 그러나 비경제적이며 부피와 중량이 크고 특히 주파수 특성이 나쁘기 때문에 저주파 증폭회로 에서는 이용률이 낮고 주로 고주파 회로에서 많이 사용되고 있다.

< Fig02. 트랜스 결합 증폭회로 >

 

 

2. 전력 증폭 회로

전력증폭기는 TR의 Bias를 걸어주는 정도를 갖고 분류하는데 A급 또는 B급 Push-Pull 회로가 많이 사용되고 있다.

이때 A급의 증폭기일 경우 직렬부하시 12.5%, 병렬부하시 25% 그리고 B급 P-P경우 78.5%이상의 효율이 얻어진다고 한다.

< Fig03. B급 증폭 >

 

< Fig04. AB급 증폭 >

 

< Fig05. 회로도 >

 

1) Push-Pull AMP

Push-Pull Amp란  출력(TR)단의 동작이 서로 밀고 당겨준다는 의미가 있다. 주증폭기의 일반적인 최종단의 전력증폭 회로는 트랜지스터를 사용한 Push-Pull회로가 많이 사용하고 있다. 그림 3-10의 ⒜와 같이 출력TR은 부하에 대하여 직력로 동작하고, 부하는 직류전원에 대하여 병렬로 연결된 DEPP(Double Ended Push Pull)회로와 그림 3-10의 ⒝와 같이 출력TR이 부하에 대해서 병렬로 연결되고 전원에 대해서는 직렬로 접속된 SEPP(Single Ended Push Pull) 방식이 있다.

또한 SEPP회로는 DEPP회로에 비해서 부하의 값을 작게 할 수 있음으로서 출력트랜스를 사용하지 않고 Speaker를 직접 트랜지스터와 결합시켜작동하는 OTL(Output Transformer Less)회로를 만들 수 있다는  장점이 있다.

 

■ Push-Pull AMP의 최대출력

TR1의 동작번위는 A점에서 0점까지이고, TR2의 동작범위는 B점에서 0점까지가 된다. 여기서 최대출력전압 (Vc max)과 최대출력전류(Ic max)를 구하면,

가 된다.

따라서 Vc max와 Ic max는 실효값을 나타냄으로 최대출력을 나타내는 공식은 최대출력 = Vc • Ic가 됨으로

이때 TR의 포화전압은 1[V]이하임으로 무시한다.

 

■ 다링턴 접속(Darlington Connection)과 등가접속의 차이