总述
功率放大电路通常用于模拟多级放大电路、集成功率放大器、集成操作放大器等集成电路的输出水平。功率放大电路主要用于输出功率高或输出动态范围大的情况。功率放大器可分为A类B类、AB类、C类、D类等。
A类功率放大电路
A类功率放大电路也称为A功率放大电路。当输入信号在整个周期中有电流导通(即导通角为全周期)时,称为A功率放大电路。 该电路的优点是输出信号波形失真小。但由于A类功率放大电路在交流信号源处串联了一个比交流信号源大得多的信号,因此电路中的静态工作点电流大,管耗大,因此放大电路效率低。理论效率低于50%,实际效率一般低于30%。同时,由于直流电源的作用,即使不工作,甲类放大电路也会发热,因此在使用电路时需要大型散热器。
B类功率放大电路
B类功率放大电路也称为B类功率放大电路。当输入信号只有半个周期(即导角为半周期)时,称为B类功率放大器。 与A类功率放大电路相比,该电路不再与交流信号源串联。因此,电流导通只有半个周期。由于电路管耗小,放大电路效率高。理论效率78.5%,实际在50-60%多。同时,由于电路没有直流电源来提升交流电源,因此在输出信号为半周和负半周的交界处,由于静态工作点过低,波形连接处不连续。这就是所谓的交叉扭曲。
AB类功率放大电路
AB类功率放大电路又称甲乙类功率放大电路。当电流导通大于输入信号的半个周期,小于输入信号的一个周期(导通角小于半个周期)时,成为甲乙类功率放大电路。 该电路的管道消耗也很小,放大电路的效率也很高。同时,该电路使晶体管在静态时处于微导通状态,从而改善交叉失真。
C类功率放大电路
C类功率放大电路又称C功率放大电路。如果只有不到半个输入信号周期(即导角小于半个周期)有电流导通,则称为C功率放大电路。 该电路降低了集电极的耗散功率,提高了效率。效率一般在90%以上。然而,该电路中晶体管的集电极输出电流存在非线性失真,是一系列周期性的余弦脉冲。该电路仅适用于高频窄带放大。
D类功率放大电路
D类功率放大电路又称丁类功率放大电路,使晶体管在饱和区或截止区驱动外部电路工作。 D类功率放大电路是利用音频信号的范围线性调节高频脉冲的宽度,功率输出管在高频开关状态下工作。在D功率放大电路中,设备要么完全导通,要么完全关闭,大大降低了输出设备的功耗,理想情况下,D 类功率放大电路的效率为 在实际情况下,效率可以达到90-95%。
总结
总体来说,A类、B类、AB类、C类功率放大电路主要通过电流的导角来区分四种电路。B类,AB类功率放大电路中的晶体管或场效应管在导通状态下工作,而D功率放大电路中的晶体管在截止区或饱和区工作。 从效率角度来看的话,A类功率放大电路效率最低;B类和AB类功率放大电路的效率高于A类功率放大电路,但小于78.5%;C类功率放大电路的效率可达78.5%;D类功率放大电路的理想效率可达100%。