A급, AB급, D급 앰프의 차이점 정리
앰프의 급(클래스)은 출력 트랜지스터를 어떻게 동작시키는지의 차이입니다. A급은 신호의 전체 주기 동안 트랜지스터에 전류를 계속 흘리므로 왜곡은 가장 작지만, 신호가 없어도 전력을 소비하고 효율은 이론상으로도 25% 또는 50%입니다. AB급은 양과 음의 반주기를 두 트랜지스터가 분담하는 B급에 약간의 아이들링 전류를 더해 크로스오버 왜곡을 억제한 것으로, 효율은 B급의 이론 최대 약 78.5%에 가깝습니다. D급은 트랜지스터를 스위치로 켜고 끄며 PWM 등의 펄스를 필터로 원래 신호로 되돌리므로, 큰 출력에서 90% 안팎의 높은 효율을 얻을 수 있습니다.
| 비교 항목 | A급 | AB급 | D급 |
|---|---|---|---|
| 동작 원리 | 트랜지스터에 항상 전류를 흘리며(선형 영역), 신호에 따라 전류를 증감합니다 | 두 트랜지스터의 푸시풀로 양과 음의 반주기를 분담합니다. 약간의 아이들링 전류를 흘려 둡니다 | 트랜지스터를 스위치로 켜고 끄며, 신호를 PWM 등의 펄스로 바꿔 증폭하고 LC 저역 통과 필터로 원래대로 되돌립니다 |
| 도통각(트랜지스터 하나가 전류를 흘리는 기간) | 360°(전체 주기) | 180°보다 크고 360°보다 작음(B급은 180°) | 완전한 온 또는 오프로 쓰므로 도통각으로 분류하지 않습니다 |
| 이론 최대 효율 | 25%(저항 부하를 직렬로 연결하는 경우). 트랜스나 초크 코일로 결합하면 50% | B급의 약 78.5%(π/4)보다 약간 낮음 | 이상적인 스위치라면 100%. 실제로도 큰 출력에서 90% 안팎 |
| 작은 출력일 때의 효율 | 매우 낮음. 신호가 없어도 같은 전력을 소비합니다 | 출력에 따라 낮아지지만 A급보다 훨씬 좋음 | 높게 유지하기 쉬움(아주 작은 출력에서는 스위칭 손실의 비율이 커짐) |
| 왜곡 | 가장 작음. 크로스오버 왜곡이 없습니다 | 작음. 아이들링 전류와 부귀환으로 크로스오버 왜곡을 억제합니다 | 데드 타임, 스위칭의 불완전성, 전원 변동에 의한 왜곡이 있습니다. 부귀환 등으로 줄일 수 있습니다 |
| 발열 | 가장 큼. 신호가 없을 때 최대가 됩니다 | 중간. 방열판이 필요한 경우가 많음 | 작음. 방열판을 작게 하거나 없앨 수 있습니다 |
| 노이즈·EMI | 스위칭 노이즈 없음 | 스위칭 노이즈 없음 | 수백 kHz~수 MHz의 스위칭에 의한 EMI가 발생합니다. 출력 필터와 배선에 주의가 필요합니다 |
| 회로·부품 | 간단함. 트랜지스터 하나로도 만들 수 있습니다 | 출력 트랜지스터 쌍과 바이어스 회로 | 펄스 변조기, 게이트 구동 회로, 출력 필터(코일과 커패시터) |
| 주요 용도 | 소신호 증폭, 프리앰프, 뒷단을 구동하는 드라이버단, 일부 고급 오디오 | 오디오 파워 앰프, 헤드폰 앰프, 연산 증폭기의 출력단 | 스마트폰이나 TV의 스피커 구동, 카 오디오, 휴대용 스피커, 대출력 앰프 |
수치는 대략적인 자릿수 기준이며, 공정 세대와 제품에 따라 달라져요.