1 / 22

บทที่ 8 Power Amplifiers

บทที่ 8 Power Amplifiers. วงจรขับกระแสคลาส A วงจรขับกระแสคลาส B วงจรขับกระแสคลาส AB ทรานซิสเตอร์กำลังและการระบายความร้อน.

eaton-puckett
Download Presentation

บทที่ 8 Power Amplifiers

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. บทที่ 8 Power Amplifiers • วงจรขับกระแสคลาส A • วงจรขับกระแสคลาส B • วงจรขับกระแสคลาส AB • ทรานซิสเตอร์กำลังและการระบายความร้อน

  2. วงจรขยายนอกจากจะต้องทำหน้าที่ขยายแรงดันขนาดเล็กให้มีขนาดใหญ่ขึ้นแล้ว ในหลายกรณีเรายังให้ต้องการให้แรงดันที่ถูกขยายนั้นมีกำลังมากพอสำหรับการขับภาระ (load) ด้วย อย่างไรก็ตามเนื่องจากวงจรขยายแรงดัน (voltage amplifier) โดยทั่วไปมีประสิทธิภาพด้านกำลัง (power efficient) ค่อนข้างต่ำ ดังนั้นหากเราต้องการให้วงจรเหล่านี้จ่ายกระแสปริมาณมากออกมาขับภาระได้ วงจรจะกินกำลังมากและจะมีความสูญเสีย (loss) ในรูปของความร้อนสูงมากจนอาจทำให้อุปกรณ์ไหม้หรือระเบิดได้ ดังนั้นโดยทั่วไปเราจะนำสัญญาณที่ผ่านการขยายแรงดันแล้วมาเข้าวงจรขยายกำลัง (power amplifier) ซึ่งเป็นวงจรที่มีอัตราขยายประมาณหนึ่งแต่จะมีความสามารถในการจ่ายกระแสเอาต์พุตสูง [ ด้วยเหตุนี้บางครั้งเราจึงเรียกวงจรประเภทนี้ว่าวงจรขับกระแส (current driver) หรือ วงจรภาคเอาต์พุต (output stage) ]

  3. วงจรขับกระแส Class A

  4. VEE = -VCCและ I = VCC/RL Q1ต้องสามารถทนต่อกำลังงาน VCCIได้เป็นระยะเวลายาวนาน

  5. วงจรขับกระแส Class B

  6. Cross-over distortion

  7. วงจรขับกระแส Class AB

  8. Power BJTs กำลังงานที่ปรากฏที่อุปกรณ์

  9. อุณหภูมิสภาพแวดล้อม อุณหภูมิของตัวอุปกรณ์จะเท่ากับ ความต้านทานเชิงอุณหภูมิ (thermal resistance) อุปกรณ์ทุกชนิดจะสามารถทนความร้อนได้จำกัด ถ้าความร้อนของตัวอุปกรณ์เกินกว่าที่มันจะทนได้ มันอาจจะหลอมหรือระเบิดได้ วงจรสมมูลของการนำความร้อน (Equivalent Circuit for thermal-conduction process)

  10. ในทางกลับกัน ถ้าเราทราบ TAและ TJเราสามารถคำนวณได้ว่า กำลังไฟฟ้าที่ปรากฏที่ตัวอุปกรณ์คือ ดังนั้นหากเราทราบว่าอุณภูมิสูงสุดที่อุปกรณ์จะรับได้คือเท่าไหร่ เราสามารถคำนวณกำลังสูงสุดที่มันจะรับได้ว่า • ตัวอย่างเช่น BJT รุ่น 2N1936 มี qJA= 37.5oC/W และ Tjmax = 175oC จะสามารถทนกำลังสูงสุด • ที่อุณหภูมิสภาพแวดล้อม 25oC ได้เท่ากับ (175-25)/37.5 = 4 W • ที่อุณหภูมิสภาพแวดล้อม 100oC ได้เท่ากับ (175-25)/37.5 = 2 W • ที่อุณหภูมิสภาพแวดล้อม 175oC ได้เท่ากับ 0 W

  11. โดยทั่วไป datasheet จะแสดง pDmaxของ BJT ที่อุณหภูมิต่าง ๆ 2N1936

  12. การนำความร้อนของอุปกรณ์จะมีสองช่วงคือจากอุปกรณ์ภายในไปยังตัวถังและจากตัวถังไปยังสภาพแวดล้อมการนำความร้อนของอุปกรณ์จะมีสองช่วงคือจากอุปกรณ์ภายในไปยังตัวถังและจากตัวถังไปยังสภาพแวดล้อม Medium power BJT 2N5191 (ตัวถัง TO-126) High Power BJT 2N6547 (ตัวถัง TO-3)

  13. 2N5191 (ตัวถัง TO-126) ถ้าเราต้องการให้ BJT ทนความร้อนได้ดีขึ้น เราจะต้องมีการช่วยระบายอากาศในแก่อุปกรณ์ด้วยการติดแผ่นระบายความร้อน (heatsink) เพื่อเป็นการเพิ่มการระบายความร้อนจากตัวถังไปยังสภาพแวดล้อม

  14. แผ่นระบายความร้อน

  15. ดังนั้น

  16. สำหรับ 2N5191 (ตัวถัง TO-126) ถ้าให้ทำงานที่อุณหภูมิ 50oC • โดยไม่ติด heatsink จะทนกำลังได้ • เมื่อติด heatsink โดย และ จะทนกำลังได้

  17. 2N3771 (ตัวถัง TO-3) มี และ TJmax = 200oC • เมื่อติด heatsink โดย และ • ที่อุณหูมิสภาพแวดล้อม 25oC จะทนกำลังได้ • ที่อุณหูมิสภาพแวดล้อม 50oC จะทนกำลังได้

  18. BJT Save Operating Area (SOA)

  19. BJT Save Operating Area (SOA) สำหรับ 2N5191 BVCEO = 60 V และ ICmax = 7 A

More Related