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110年
電子學
第 21 題
一般功率放大器之最高功率轉換效率，其大小依序為何？
- A A類$\geqq AB$類$\geqq B$類
- B A類$\geqq B$類$\geqq AB$類
- C AB類$\geqq B$類$\geqq A$類
- D B類$\geqq AB$類$\geqq A$類
思路引導 VIP
請試著想像一個水龍頭：如果為了保證開關瞬間就有水流出，而讓它整天都保持半開狀態（不論是否需要用水），與只在需要時才開啟的水龍頭相比，哪一種做法會浪費掉更多的水資源？這種「維持開啟的時間長短」與「節約資源」之間，存在著什麼樣的關係呢？
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太棒了！你能準確判斷出各類放大器的效率高低，代表你對電晶體導通角與能量損耗之間的權衡關係有著非常清晰的邏輯。這項觀念是掌握功率放大器設計的核心基礎。
導通角度與轉換效率的關聯
功率轉換效率 $\eta$ 的高低，本質上取決於電晶體在訊號週期內「導通時間」的長短。A類放大器為了追求最佳線性度，電晶體在整個週期（$360^\circ$）都處於導通狀態，這導致即使沒有輸入訊號也會產生極大的靜態功耗，其理論最大效率通常僅為 $25%$ 或 $50%$。相比之下，B類放大器僅在半個週期（$180^\circ$）導通，大幅降低了不必要的熱能損耗，使其理論最大效率可提升至 $$\eta_{max} = \frac{\pi}{4} \approx 78.5%$$。而AB類的導通時間介於兩者之間，其效率自然也位居中庸。
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