Transcript 5-4 B급 푸시-풀 증폭기

5.4 B급 푸시-풀 증폭기
5.4.1 B급 푸시-풀 증폭기의 구조 및 동작원리
5.4.2 B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
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5장 차동증폭기와 전력증폭기
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5.4.1 B급 푸시-풀 증폭기의 구조 및 동작 원리
B급 푸시-풀 증폭기
 푸시풀(push-pull) 증폭기
 전력변환 효율을 높임과 동시에 큰 진폭의 신호를 처리하기 위해 사용됨
 NPN형 BJT(n-채널 MOSFET)와 PNP형 BJT(p-채널 MOSFET)의 상보형 구조
 각 트랜지스터는 차단점에 동작점이 설정되는 B급 바이어스를 가짐
 두 BJT가 이상적인 특성을 갖는다고 가정
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5.4.1 B급 푸시-풀 증폭기의 구조 및 동작 원리
B급 푸시-풀 증폭기의 동작원리
 𝒗𝑺 > 𝟎인 경우;
 NPN형 BJT Qn ;도통, PNP형 BJT Qp; 차단
 Qn 은 이미터 폴로워로 동작하여 입력 𝒗𝑺 와 출력 𝒗𝑶 는 동일 위상을 가짐
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5.4.1 B급 푸시-풀 증폭기의 구조 및 동작 원리
B급 푸시-풀 증폭기의 동작원리
 𝒗𝑺 < 𝟎인 경우;
 NPN형 BJT Qn ; 차단, PNP형 BJT Qp; 도통
 Qp는 이미터 폴로워로 동작하여 입력 𝒗𝑺 와 출력 𝒗𝑶 는 동일 위상을 가짐
 각 BJT가 입력신호의 반 주기씩 통과시켜 입력신호 전체가 출력됨
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5.4.1 B급 푸시-풀 증폭기의 구조 및 동작 원리
교차왜곡(crossover distortion)
 실제의 BJT는 이미터-베이스 접합의 전압강하 𝑽𝑩𝑬(𝒐𝒏) ≈ 𝟎. 𝟕 𝑽를 가짐
 −𝟎. 𝟕 ≤ 𝒗𝑺 ≤ 𝟎. 𝟕에서 트랜지스터 Qn과 Qp가 모두 차단되어 출력이 0이 됨
→ 출력파형에 왜곡이 발생
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5.4.2 B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
 두 전원(+VCC, -VCC)에 의해 공급된 평균 DC 전력
 출력전압의 진폭;𝑽𝒐𝒎
 부하에 공급된 평균전력
 B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
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5.4.2 B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
 최대 전력효율(출력전압의 최대 진폭이 𝑽𝒐𝒎 ≈ 𝑽𝑪𝑪 인 경우)
 A급 증폭기의 25% 보다 높은 전력효율을 가짐
 트랜지스터에서 소비되는 전력
 B급 푸시풀 증폭기의 최대 전력소비
 각 트랜지스터에서 소비되는 최대 전력
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5.4.2 B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
 최대 전력소비가 일어날 때의 전력효율
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5.4.2 B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
 부하에 공급되는 최대 전력(𝑽𝒐𝒎 = 𝑽𝑪𝑪 )
 부하에 공급되는 최대 전력과 트랜지스터 정격전력과의 관계
 B급 푸시풀 증폭기를 구성하는 트랜지스터의 정격전력은 부하에 공급되는 최
대 전력의 약 20% 이상 되어야 함
 트랜지스터 정격전력의 약 5배 정도의 최대 출력전력을 얻을 수 있음
 예) B급 푸시풀 증폭기에서 최대 10 W의 출력전력을 얻고자 한다면,
2 W 이상의 정격전력을 갖는 트랜지스터를 선택해야 함
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5.4.2 B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
B급 푸시-풀 증폭기의 특성
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5.4.2 B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
교차왜곡에 의한 고조파 성분
 왜곡된 출력신호는 입력신호의 기본 주파수 성분과 고조파(harmonics)
성분의 합으로 나타남
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5.4.2 B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
[예제 5-5]
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5.4.2 B급 푸시-풀 증폭기의 전력효율
[예제 5-5] 시뮬레이션 결과
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[예제 5-5] 시뮬레이션 결과
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[예제 5-5] 시뮬레이션 결과
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[예제 5-5] 시뮬레이션 결과
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