تعریف تقویت کننده توان در صنعت الکترونیک:
در کاربردهای عملی، هر تقویت کننده از چند طبقه تشکیل شده است. به عنوان مثال اگر یک تقویت کننده صوتی را در نظر بگیریم، بسته به نوع کاربرد مورد نظر، از طبقات مختلف تقویت کننده تشکیل شده است.
بعد از اینکه یک سیگنال صوتی را به سیگنال الکتریکی متناظر تبدیل کردیم، باید در چندین مرحله از تقویت کننده ولتاژ استفاده کنیم.
بعد از انجام تقویت کنندگی ولتاژ، دقیقا قبل از طبقه بلندگو، باید یک تقویت کننده توان در مدار قرار داشته باشد.
در تصویر زیر نمایش بلوک دیاگرام یک سیستم صوتی از میکروفن تا بلندگو و طبقات مختلف تقویت کننده نشان داده شده است.
در حالی که تقویت کننده ولتاژ، سطح ولتاژ سیگنال ورودی به آن را افزایش می دهد، کاربرد یک تقویت کننده توان برای این هدف است که سطح توان سیگنال را بالاتر ببرد.
در کنار عمل افزایش سطح توان، می توان گفت که یک تقویت کننده توان، مداری است که توان DC را به توان AC تبدیل می کند و عملکرد آن توسط سیگنال ورودی کنترل می شود.
توان DC بر اساس رابطه زیر توزیع می شود:
تلفات + توان AC ورودی = توان DC ورودی
ترانزیستور قدرت (Power Transistor):
برای یک تقویت کننده توان، نمی توان از ترانزیستورهای معمولی استفاده کرد. ترانزیستوری که توسط کارخانه سازنده برای هدف تقویت کنندگی توان ساخته می شود، ترانزیستور قدرت نام دارد.
یک ترانزیستور قدرت با سایر انواع ترانزیستورهای معمولی در مولفه های زیر تفاوت دارد:
تفاوت تقویت کننده توان با تقویت کننده ولتاژ:
بنابراین بین یک تقویت کننده ولتاژ با تقویت کننده توان تفاوت های بسیاری وجود دارد. که در ادامه به بررسی دقیق تر آن ها می پردازیم. ابتدا عملکرد تقویت کننده ولتاژ را بررسی می کنیم.
تقویت کننده ولتاژ:
همان طور که گفتیم، وظیفه یک تقویت کننده ولتاژ بالا بردن سطح ولتاژ سیگنال ورودی است. تقویت کننده های ولتاژ به صورتی طراحی می شوند که به بیشینه میزان تقویت کنندگی خود برسند. بهره ولتاژ یک تقویت کننده با استفاده از رابطه زیر به دست می آید:
مشخصه های یک تقویت کننده ولتاژ را می توان به صورت زیر بیان کرد:
تقویت کننده توان:
عملکرد یک تقویت کننده توان به منظور افزایش سطح توان سیگنال ورودی است. تقویت کننده های توان باید مقدار توان بزرگی را منتقل کنند و نیز مقادیر بزرگ جریان را تحمل کنند.
در تصویر زیر یک تقویت کننده توان نشان داده شده است.
به همین دلیل یک تقویت کننده توان مشخصه های مخصوص به خود را دارد که در زیر به بررسی چند مورد از مهم ترین آن ها می پردازیم:
در جدول زیر مقایسه بین تقویت کننده توان و تقویت کننده ولتاژ نشان داده شده است.