पावर एम्पलीफायरों को उनके संचालन के तरीके के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है, विशेष रूप से इनपुट चक्र के संचालन के खंड और अवधि के अनुसार। पावर एम्पलीफायरों को क्लास ए, एबी, सी, डी और ई में वर्गीकृत किया गया है। यह लेख क्लास ए एम्पलीफायरों का व्यापक विश्लेषण प्रदान करेगा।
क्लास ए एम्पलीफायर
क्लास ए पावर एम्पलीफायर इनपुट सिग्नल के पूरे चक्र के दौरान लगातार करंट का संचालन करता है। इसकी कम दक्षता के कारण, इस एम्पलीफायर वर्ग का उपयोग उच्च शक्ति चरणों में कम बार किया जाता है।
क्लास ए एम्पलीफायर का कार्य सिद्धांत
क्लास ए एम्पलीफायरों का मुख्य उद्देश्य यह सुनिश्चित करके शोर की उपस्थिति को कम करना है कि सिग्नल तरंग ट्रांजिस्टर के इनपुट विशेषता के गैर-रेखीय क्षेत्र, अर्थात् 0V और 0.6V के बीच रहता है। क्लास ए एम्पलीफायर की मूल व्यवस्था नीचे दी गई है:
क्लास ए एम्पलीफायरों में, एम्पलीफायर द्वारा उत्पन्न बिजली का एक महत्वपूर्ण हिस्सा गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अपशिष्ट होता है। क्लास ए एम्पलीफायरों की कम दक्षता का मुख्य कारण ट्रांजिस्टर का निरंतर पूर्वाग्रह है, जिसके परिणामस्वरूप इनपुट सिग्नल की अनुपस्थिति में भी एक छोटा वर्तमान प्रवाह होता है।
क्लास ए एम्पलीफायरों को सीधे युग्मित भी किया जा सकता है। एक प्रत्यक्ष-युग्मित वर्ग ए एम्पलीफायर एक ट्रांसफार्मर का उपयोग करके लोड को ट्रांजिस्टर के आउटपुट से जोड़ता है। एक युग्मन ट्रांसफार्मर लोड और आउटपुट के बीच प्रभावी प्रतिबाधा मिलान की सुविधा प्रदान करता है, इस प्रकार बढ़ी हुई दक्षता में एक प्रमुख योगदानकर्ता के रूप में कार्य करता है।
सर्किट में वोल्टेज डिवाइडर रेसिस्टर्स R1 और R2, साथ ही एक बायस रेसिस्टर और एक एमिटर Re शामिल हैं, जो सर्किट को स्थिर करने का काम करते हैं। क्षणिक प्रभाव को कम करने के लिए एक बाईपास कैपेसिटर CE और अवरोधक Re को उत्सर्जक पर समानांतर में जोड़ा जाता है। इनपुट कैपेसिटर, जिसे कपलिंग कैपेसिटर (सिन) के रूप में भी जाना जाता है, पिछले चरण से डीसी करंट को गुजरने से रोकते हुए ट्रांजिस्टर के आधार पर इनपुट सिग्नल के एसी वोल्टेज को जोड़ने का काम करता है।
सिद्धांत रूप में, वर्तमान प्रवाह कलेक्टर के प्रतिरोधी भार के माध्यम से होता है, जिसके परिणामस्वरूप इसमें प्रत्यक्ष वर्तमान अपव्यय होता है। इसलिए, प्रत्यक्ष धारा (DC) शक्ति, प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युत उत्पादन उत्पन्न किए बिना भार के अंदर ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। हालाँकि, आउटपुट डिवाइस के माध्यम से विद्युत धारा को सीधे स्थानांतरित करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। इसलिए, इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, लोड और एम्पलीफायर के बीच संबंध स्थापित करने के लिए एक उपयुक्त ट्रांसफार्मर का उपयोग करके एक विशिष्ट कॉन्फ़िगरेशन लागू किया जाता है, जैसा कि उपर्युक्त चित्र में देखा गया है।
प्रतिबाधा मिलान
प्रतिबाधा मिलान प्राप्त करने की प्रक्रिया में एम्पलीफायर के आउटपुट प्रतिबाधा को इस तरह से बदलना शामिल है जैसे कि उसके इनपुट प्रतिबाधा से मेल खाना।
यह सुनिश्चित करने के लिए कि इसकी कुल प्रतिबाधा ट्रांजिस्टर के आउटपुट प्रतिबाधा से मेल खाती है, मुख्य वाइंडिंग में घुमावों की संख्या का सावधानीपूर्वक चयन करके प्रतिबाधा मिलान प्राप्त किया जा सकता है। इसी प्रकार, एक शुद्ध प्रतिबाधा बनाने के लिए द्वितीयक वाइंडिंग में घुमावों की संख्या को चुना जाना चाहिए जो इनपुट प्रतिबाधा से भी मेल खाता हो।
आउटपुट विशेषताएँ
नीचे दिए गए आरेख के आधार पर, यह स्पष्ट है कि क्यू-बिंदु एसी लोड लाइन के मध्य बिंदु पर सटीक रूप से स्थित है और ट्रांजिस्टर पूरे इनपुट तरंग के दौरान प्रवाहकीय रहता है। क्लास-ए एम्पलीफायरों में अधिकतम दक्षता 50% है।
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, कैपेसिटिव कपलिंग और लाउडस्पीकर जैसे आगमनात्मक भार की उपस्थिति जैसे कारकों के कारण सिस्टम दक्षता में काफी कमी आ सकती है, संभावित रूप से 25% तक। दूसरे शब्दों में, लगभग 75% बिजली एम्पलीफायर के भीतर बर्बाद हो जाती है। बिजली अपव्यय का एक महत्वपूर्ण हिस्सा सक्रिय घटकों, विशेष रूप से ट्रांजिस्टर के अंदर गर्मी के रूप में होता है।
निष्कर्ष
क्लास ए एम्पलीफायर आउटपुट पर संपूर्ण इनपुट सिग्नल को प्रवर्धित और संचालित करते हैं। वे बिना किसी रुकावट के काम करते हैं और उनका कॉन्फ़िगरेशन बहुत सरल है। हालाँकि, निरंतर संचालन के कारण, उनमें बिजली की हानि होने का खतरा होता है और ताप प्रभाव को कम करने के लिए हीट सिंक की आवश्यकता होती है।