KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 12.
We wzmacniaczu mocy pracującym w klasie A przez element aktywny tego wzmacniacza (tranzystor) prąd płynie przez czas
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
We wzmacniaczu mocy klasy A element aktywny jest tak spolaryzowany, aby przewodził przez cały przebieg sygnału (kąt przewodzenia 360°). Oznacza to, że prąd przez tranzystor płynie przez pełny okres sygnału sterującego, a nie tylko przez półokres lub krótszy fragment.

Pełne wyjaśnienie:

Klasa pracy wzmacniacza mocy opisuje, przez jaką część okresu sygnału element aktywny (np. tranzystor) pozostaje w stanie przewodzenia. Najwygodniej ujmuje się to jako kąt przewodzenia (część 360° odpowiadająca okresowi sygnału).

W klasie A tranzystor jest ustawiony w takim punkcie pracy (ma odpowiednio dobraną polaryzację i prąd spoczynkowy), aby nie "zamykał się" w żadnym fragmencie okresu. W praktyce oznacza to, że prąd kolektora/drenu płynie przez cały czas trwania okresu sygnału sterującego, czyli kąt przewodzenia wynosi około 360°. Dzięki temu uzyskuje się bardzo dobrą liniowość i małe zniekształcenia, ale kosztem niskiej sprawności i dużych strat mocy (tranzystor grzeje się nawet bez sygnału).

Odpowiedzi mówiące o przewodzeniu przez połowę okresu lub mniej niż pół okresu odpowiadają innym klasom pracy. Przewodzenie przez połowę okresu jest charakterystyczne dla klasy B (każdy tranzystor w układzie push-pull przewodzi w swojej połówce). Z kolei przewodzenie krótsze niż pół okresu wiąże się z klasą C (często w zastosowaniach w.cz.), gdzie celowo dopuszcza się nieliniowość, aby uzyskać większą sprawność.

Stwierdzenie "krótszy niż pełen okres, ale dłuższy niż pół okresu" pasuje do klasy AB, która jest kompromisem: ma mniejsze zniekształcenia przejścia niż B, a jednocześnie lepszą sprawność niż A. Właśnie dlatego dla klasy A jedyną poprawną charakterystyką czasu przewodzenia jest pełny okres sygnału.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Klasa A oznacza, że element aktywny (np. tranzystor) przewodzi prąd przez cały okres sygnału, czyli ma kąt przewodzenia ok. 360°. Daje to dobrą liniowość i małe zniekształcenia, ale powoduje duże straty mocy i niską sprawność.
Typową cechą jest stały, stosunkowo duży prąd spoczynkowy i silne nagrzewanie się stopnia końcowego nawet bez sygnału. Pomiar prądu spoczynkowego oraz obserwacja przebiegu prądu (brak "martwej strefy") wskazują na przewodzenie przez pełny okres.
Bo punkt pracy jest ustawiony tak, aby tranzystor nie przechodził w odcięcie podczas zmian sygnału. Dzięki temu prąd przez element aktywny nie zanika w żadnym fragmencie okresu, co minimalizuje zniekształcenia nieliniowe typowe dla przełączania między odcięciem i przewodzeniem.
Kąt przewodzenia mówi, przez jaką część pełnego cyklu sygnału (360°) element aktywny przewodzi prąd. Wartość 360° oznacza przewodzenie przez cały okres, 180° przez połowę, a mniej niż 180° przez krótszy fragment. To podstawowy parametr przy podziale na klasy pracy.
W klasie A jeden tranzystor (lub para) przewodzi przez cały okres sygnału, co daje dobrą liniowość, ale niską sprawność. W klasie B każdy tranzystor w układzie przeciwsobnym przewodzi tylko przez pół okresu (ok. 180°), co poprawia sprawność, lecz grozi zniekształceniami przejścia.
W klasie A prąd płynie także bez sygnału (duży prąd spoczynkowy), więc tranzystor stale wydziela moc w postaci ciepła. Część energii z zasilania zamienia się w straty niezależnie od tego, czy na wyjściu jest duża moc sygnału, czy cisza.
Nie w sensie pojedynczego tranzystora. W klasie AB każdy z tranzystorów przewodzi dłużej niż pół okresu, ale krócej niż pełny okres. Cały układ (para przeciwsobna) zapewnia ciągłe "przekazywanie" przewodzenia między elementami, co zmniejsza zniekształcenia przejścia.
Przede wszystkim ogranicza zniekształcenia związane z przejściem przez punkt odcięcia, czyli tzw. zniekształcenia przejścia (crossover), typowe dla klasy B przy zbyt małej polaryzacji. Stałe przewodzenie ułatwia zachowanie liniowości w pobliżu zera sygnału.
Najczęściej tam, gdzie liczy się jakość i liniowość, a sprawność jest mniej krytyczna, np. w niektórych wzmacniaczach audio hi-fi oraz w wybranych stopniach analogowych o małej mocy. Trzeba wtedy przewidzieć odpowiednie chłodzenie i zapas mocy zasilacza.
Najczęściej myli się "pełny okres" z "połową okresu", bo klasa B (180°) bywa bardziej znana z praktyki. Częsty jest też skrót myślowy: utożsamianie klasy pracy z kształtem sygnału wejściowego zamiast z punktem pracy i przewodzeniem tranzystora.
info

Statystycznie 62% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że we wzmacniaczu mocy klasy A element aktywny jest tak spolaryzowany, aby przewodził przez cały przebieg sygnału (kąt przewodzenia 360°).

Źródła:

  • Wikipedia: "Power amplifier classes" (opis klas A/B/AB/C i kąta przewodzenia), https://en.wikipedia.org/wiki/Power_amplifier_classes - dostęp 2026-03-01
  • All About Circuits: "Amplifier Classes (A, B, AB, C)" (wprowadzenie do kąta przewodzenia i porównanie klas), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-8/amplifier-classes/ - dostęp 2026-03-01
  • Electronics Tutorials: "Amplifier Classes" (definicje klas wzmacniaczy mocy i opis przewodzenia), https://www.electronics-tutorials.ws/amplifier/amplifier-classes.html - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Podręczniki z analogowych układów elektronicznych (rozdziały o wzmacniaczach mocy i klasach pracy)
  • Notatki szkolne o polaryzacji tranzystora i punktach pracy
  • Karty katalogowe tranzystorów (SOA, moc strat, Rth) jako kontekst praktyczny

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego