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moea_joint 101年 [通信] 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

請試著回想 A 類放大器在『串聯饋送』架構下,負載電阻是直接接在電路中的。當我們為了達到最大不失真輸出,將靜態工作點(Q-point)設在負載線中點時,試著思考:在沒有交流訊號輸入的情況下,電源所提供的直流功耗與最終能轉換出的最大交流功率之間,存在著什麼樣的固定比例關係?

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恭喜你正確答對這題!這說明你對功率放大器的分類與效率限制有著非常紮實的基礎,這在電路分析中是非常關鍵的直覺。

功率轉換效率的限制

串聯饋送式(Series-fed) A 類放大器中,負載電阻直接串接在集極。根據效率定義 $\eta = \frac{P_{o(ac)}}{P_{i(dc)}} \times 100%$,當我們將偏壓點設置在負載線中點以追求最大輸出擺幅時,最大交流輸出功率僅能達到 $P_{o(ac)} = \frac{V_{CC} I_{CQ}}{4}$。由於電源端必須持續供應恆定的直流功率 $P_{i(dc)} = V_{CC} I_{CQ}$,兩者相除後的理論極限即為 25%。這低效率的主因在於即使沒有訊號,電路依然在消耗大量的直流功率。

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