Emitterfolger als Single-Ended-Leistungsverstärker

Können wir nicht nur einen einzigen Transistor in Emitterfolgerkonfiguration verwenden, um einen Single-Ended-Klasse-A-Leistungsverstärker zu haben?

Sicher können wir das, ich schätze du meinst so etwas:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Stellen Sie sich nun vor, ich möchte eine bestimmte Ausgangsleistung, dh ein bestimmter Strom muss an den Lautsprecher geliefert werden. Der Lautsprecher benötigt Wechselstrom, es kann kein Gleichstrom durch den Lautsprecher fließen, deshalb blockiert C1 den Gleichstrom.

Stellen Sie sich nun vor, wir benötigen ein Signal von bis zu 100 mA zum Lautsprecher. Dieses Signal muss positiv und negativ sein. Das ist von -100 mA bis + 100 mA, also ein Gesamtbereich von 200 mA.

Der Strom durch Q1 kann nur positiv sein, daher besteht die Lösung mit dem niedrigsten Stromverbrauch darin, den Strom durch Q1 zwischen 0 und 200 mA variieren zu lassen. Ohne Eingangssignal fließen 100 mA durch Q1 und R3. Das nennen wir Ruhestrom oder Vorspannungsstrom. Dieser Strom fließt auch dann, wenn Sie die Lautstärke ganz herunterdrehen! Stellen Sie sich vor, was dies in einem batteriebetriebenen Gerät tun würde. Natürlich können wir diesen Strom verringern, aber dann wäre auch die maximale Lautstärke begrenzt.

Dieser hohe Ruhestromverbrauch ist das Ergebnis der Wahl einer Klasse-A-Stufe. Eine Klasse-A-Gegentaktstufe hätte den gleichen Ruhestromverbrauch.

Der Vorteil der Verwendung eines Transformators wie in der von Ihnen gezeigten Schaltung besteht darin, dass Sie Spannung und Strom tauschen können. Angenommen, der Lautsprecher benötigt immer noch 100 mA, aber ich verwende einen 10: 1-Transformator (primär: sekundär). Dann ist der Strom auf der Primärseite 10x niedriger! OK, der Nachteil ist, dass ich eine 10x höhere Spannung benötige. Aber bei niederohmigen Lautsprechern (8 Ohm usw.) ist das kein Problem, bei 100 mA würde das 0,8 V ergeben. Multiplizieren Sie das mit 10 und wir erhalten 8 V, was eine vernünftige Ausgangsspannung für eine Versorgung von 12 V ist.

Zusammenfassend also: Ja, wir können einen Emitterfolger verwenden und er hat tatsächlich eine niedrige Ausgangsimpedanz. Woran Sie jedoch nicht gedacht haben, ist, dass, obwohl die kleine Signalimpedanz eines Emitterfolgers ziemlich niedrig ist (1 / g), dies nicht bedeutet, dass er genug Strom liefern kann , um eine Last mit niedriger Impedanz wie einen Lautsprecher direkt anzutreiben . Aus diesem Grund ist ein Transformator eine gute Idee, er wandelt die niedrige Impedanz des Lautsprechers in eine höhere Impedanz um, die für einen Stromkreis mit geringer Leistung einfacher zu handhaben ist.

Ein Klasse-A-Verstärker ist eine Heizung mit einem sehr hohen Dauerstrom. Die meisten Verstärker sind Klasse-AB oder neuerdings Klasse-D für eine viel höhere Effizienz. Ein Audioverstärker hat eine extrem niedrige Ausgangsimpedanz (0,04 Ohm oder weniger), die Lautsprecherresonanzen dämpft. Wenn Sie die Impedanzen anpassen, klingt der Lautsprecher wie eine Bongo-Trommel.

Die maximale Leistungsübertragung wird erreicht, indem die Lastimpedanz an eine eingestellte Quellenimpedanz angepasst wird. Wenn Sie die Quellenimpedanz variieren können, wird eine maximale Leistungsübertragung erreicht, indem die Quellenimpedanz auf null Ohm reduziert wird.

Bei maximaler Leistungsübertragung, wenn die Impedanz der Last so eingestellt wurde, dass sie der Impedanz der Quelle entspricht, beträgt der Wirkungsgrad 50 %. Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, reduzieren Sie entweder die Quellenimpedanz oder erhöhen Sie die Lastimpedanz von ihren angepassten Werten.