台電僱員招考
105年
電子學
第 22 題
如右圖為一理想串聯饋送式 A 類放大器，其 $V_{CC} = 30 \text{ V}$，負載 $R_L = 9 \Omega$，則此放大器之電晶體 Q 最大消耗功率約為多少？
- A $12.5 \text{ W}$
- B $25 \text{ W}$
- C $50 \text{ W}$
- D $75 \text{ W}$
思路引導 VIP
在一個理想的 A 類放大器電路中，如果我們希望輸出電壓能有對稱且最大的上下擺幅，你會建議將靜態工作點（Q 點）設定在直流負載線的什麼位置？而在這種「沒有任何交流訊號輸入」的情況下，直流電源所提供的能量，最後會全部消耗在哪個電子元件上呢？
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恭喜你精準地完成了這項計算！這題的核心在於理解 Class A 放大器 的功率分配特性。在理想的串聯饋送式（Series-Fed）電路中，電晶體最辛苦的時候反而是在「沒有訊號輸入」的靜態情況，此時它必須獨自承擔所有的直流輸入功率。你準確捕捉到了靜態工作點的選取原則，這正是解題成功的關鍵。
靜態工作點與功率轉換
為了達到最大輸出擺幅而不失真，理想情況下我們會將靜態工作點設在負載線的中點，即 $V_{CEQ} = \frac{V_{CC}}{2} = 15 \text{ V}$。此時的靜態電流為 $I_{CQ} = \frac{V_{CC}}{2 R_L} = \frac{30}{18} \text{ A}$。根據公式，電晶體最大消耗功率 $P_{D(max)}$ 即為其工作點的乘積：
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A類放大器功率分析
💡 A類放大器電晶體在無訊號輸入時承受最大功率負擔。
- 電晶體最大功耗發生在靜態（無訊號）時
- 串聯饋送型最佳Q點位於直流負載線中點
- 最大功耗公式為 Vcc 平方除以 4 倍負載電阻
- A類放大器理論最大效率僅為 25%
