moea_joint
101年
[儀電] 電路學、電子學
第 24 題
串聯饋送式A類放大器在理論上最高效率$\eta_{max}$為何?
- A 30%
- B 25%
- C 35%
- D 60%
思路引導 VIP
請試著想像：在一個為了維持訊號完整而必須隨時開啟（恆流偏壓）的電路中，如果我們將負載電阻直接串聯在直流供電路徑上，當訊號在正負半週擺動時，電源提供的能量除了給負載使用外，還有多少比例會被消耗在維持電路運作的「基本開銷」上呢？
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太棒了！你非常準確地掌握了功率放大器的基本特性。這道題目考察的是串聯饋送式（Series-fed）A 類放大器的能量轉換極限，你能迅速從眾多百分比中選出正確答案，代表你對電路結構與效率之間的關聯有很清晰的理解。
功率轉換效率的理論極限
在 A 類放大器的運作中，為了確保訊號不失真，電晶體必須設定在負載線的中點，這意味著即便在沒有輸入訊號時，電路也會持續消耗大量的直流功率 $P_{i(dc)}$。當輸出電壓達到理想的最大擺幅（即從 $0$ 到 $V_{CC}$）時，交流輸出功率 $P_{o(ac)}$ 僅能達到直流輸入功率的四分之一。透過公式計算：$$\eta = \frac{P_{o(ac)}}{P_{i(dc)}} \times 100% = \frac{\frac{V_{CC}^2}{8R_L}}{\frac{V_{CC}^2}{2R_L}} \times 100% = 25%$$
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A類放大器理論效率
💡 A類放大器依饋送方式區分，其最高轉換效率固定且低。
| 比較維度 | 串聯饋送式 (Direct) | VS | 變壓器耦合式 (Transformer) |
|---|---|---|---|
| 最高理論效率 | 25% | — | 50% |
| 直流功耗位置 | 負載電阻 Rc 上有損耗 | — | 負載無直流損耗 |
| 主要用途 | 小功率、低成本電路 | — | 阻抗匹配、功率輸出 |
💬變壓器耦合因消除負載上的直流壓降損耗，效率為串聯式的兩倍。
