تقویت‌کننده کلاس-دی

تقویت‌کننده کلاس دی  یا تقویت‌کننده کلیدزنی (سوییچینگ) تقویت‌کنندهٔ الکترونیکی است که در آن قطعات الکترونیکی تقویت‌کننده (ترانزیستورها، معمولاً ماسفت) به‌صورت کلیدهای الکترونیکی کار می‌کنند و نه به‌صورت قطعاتی با بهره خطی مانند سایر تقویت‌کننده‌ها. آن‌ها با کلیدزنی سریع بین خطوط منبع تغذیه با یک مدولاتور از نوع پهنای پالس، مدولاسیون تراکم پالس، یا تکنیک‌های مربوطه برای رمزگذاری سیگنال صوتی ورودی به قطار پالس کارمی‌کنند. سیگنال صوتی ساخته‌شده، با عبور از یک فیلتر پایین‌گذر ساده به بلندگو داده می‌شود، تا پالس‌های فرکانس-بالا مسدود شوند. از آنجایی که جفت ترانزیستورهای خروجی هرگز به‌طور همزمان روشن نمی‌شوند، هیچ مسیر دیگری برای عبور جریان غیر از فیلتر پایین‌گذر و بلندگو وجود ندارد. به همین دلیل، چون ترانزیستورها به‌صورت کلید کارمی‌کنند تلفات کمی دارند، لذا بازدهی می‌تواند درحالت ایده‌ال بیش از ۹۰٪ باشد.

پیشینه 
اولین تقویت‌کننده کلاس دی در دهه ۱۹۵۰ توسط دانشمند بریتانیایی الک ریوس اختراع شد، و اولین بار در سال ۱۹۵۵ با این نام خواندهٔشد. اولین محصول تجاری یک ماژول کیت به نام ایکس-۱۰ بود که توسط سینکلر رادیونیک در سال ۱۹۶۴ منتشر شد. با این حال، قدرت خروجی آن، تنها ۲٫۵ وات بود. سینکلر ایکس-۲۰ در سال ۱۹۶۶ با ۲۰ وات تولیدشد، اما از ناسازگاری و محدودیت ترانزیستورهای پیوندی دوقطبی (بی‌جی‌تی) مبتنی‌بر ژرمانیوم موجود در آن زمان رنج می‌برد. درنتیجه، تقویت‌کننده‌های کلاس دی در اوایل غیرعملی و ناموفق بودند. تقویت‌کننده‌های کلاس دی عملی بعداً با توسعه فناوری ماسفت (ترانزیستور اثر میدانی فلز- اکسید-نیمرسانا) مبتنی‌بر سیلیکون فعال شدند. درسال ۱۹۷۸، شرکت سونی تی‌ای-اِن۸۸ را معرفی کرد، اولین واحد کلاس دی با بکار بردن ماسفت‌های قدرت و یک منبع تغذیه سوییچینگ. متعاقباً درسال‌های ۱۹۷۹ و ۱۹۸۵ پیشرفت‌های سریعی در فناوری وی‌دیماس یا (دیماس عمودی) رخ داد. در دسترس بودن ماسفت‌هایی با قیمت-کم و کلیدزنی-سریع، باعث‌شد تا تقویت‌کننده‌های کلاس دی در اواسط دهه ۱۹۸۰ موفقیت‌آمیز شوند. اولین مدار مجتمع تقویت‌کننده کلاس دی برپایهٔ سه‌مسیره درسال ۱۹۹۶ منتشرشد، و شاهد کاربرد گسترده‌ای بود.

منابع 

تقویت‌کننده‌های الکترونیکی