什么是功率放大電路

功率放大電路與電壓放大電路的主要區(qū)別是要求電路向負載提供足夠大的輸出功率;

特點是：功率放大電路的輸出電壓和輸出電流都應(yīng)足夠大的變化;其次是具有較高的效率。

在功率放大電路主要解決的問題是：三極管通常工作在大信號狀態(tài)，使管子特性曲線的非線性問題充分的體現(xiàn)暴露出來。一般來說，功率放大電路輸出波形的非線性失真比小信號放大電路要嚴重的多;

分析：

當輸入正弦電壓在正半周期時，Q1導通Q2截止，電流從VCC流過C1電容和負載;

當在負半周期時，Q1截止Q2導通，大電容C2給Q2供電，電流從C2流至Q2再流過負載回到電容負極;

這種電路存在一個很大的缺點是當輸入電壓的幅度小于三極管的導通電壓時，三極管均截止，使波形失真，這種失真成為交越失真;

OCL電路省去了大電容，改善了低頻相應(yīng)，但其兩個三極管的發(fā)射極直接連到負載電阻上，如果靜態(tài)工作點或元器件損壞，將造成較大的電流到負載，造成電路損壞，常常在負載回路增加熔斷保險絲;

對于提供給功率三極管基極的推動電流較大，可以采用復合管的方式解決;

功率放大電路用途詳解

放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按頻率分為低頻、中源和高頻;接輸出信號強弱分成電壓放大、功率放大等。此外還有用集成運算放大器和特殊晶體管作器件的放大器。它是電子電路中最復雜多變的電路。但初學者經(jīng)常遇到的也只是少數(shù)幾種較為典型的放大電路。

讀放大電路圖時也還是按照“逐級分解、抓住關(guān)鍵、細致分析、全面綜合”的原則和步驟進行。首先把整個放大電路按輸入、輸出逐級分開，然后逐級抓住關(guān)鍵進行分析弄通原理。放大電路有它本身的特點：一是有靜態(tài)和動態(tài)兩種工作狀態(tài)，所以有時往往要畫出它的直流通路和交流通路才能進行分析;二是電路往往加有負反饋，這種反饋有時在本級內(nèi)，有時是從后級反饋到前級，所以在分析這一級時還要能“瞻前顧后”。在弄通每一級的原理之后就可以把整個電路串通起來進行全面綜合。

下面我們介紹幾種常見的放大電路：

低頻電壓放大器

低頻電壓放大器是指工作頻率在20赫～20千赫之間、輸出要求有一定電壓值而不要求很強的電流的放大器。

(1)共發(fā)射極放大電路

圖1(a)是共發(fā)射極放大電路。C1是輸入電容，C2是輸出電容，三極管VT就是起放大作用的器件，RB是基極偏置電阻，RC是集電極負載電阻。1、3端是輸入，2、3端是輸出。3端是公共點，通常是接地的，也稱“地”端。靜態(tài)時的直流通路見圖1(b)，動態(tài)時交流通路見圖1(c)。電路的特點是電壓放大倍數(shù)從十幾到一百多，輸出電壓的相位和輸入電壓是相反的，性能不夠穩(wěn)定，可用于一般場合。

(2)分壓式偏置共發(fā)射極放大電路

圖2比圖1多用3個元件?；鶚O電壓是由RB1和RB2分壓取得的，所以稱為分壓偏置。發(fā)射極中增加電阻RE和電容CE，CE稱交流旁路電容，對交流是短路的;RE則有直流負反饋作用。所謂反饋是指把輸出的變化通過某種方式送到輸入端，作為輸入的一部分。如果送回部分和原來的輸入部分是相減的，就是負反饋。圖中基極真正的輸入電壓是RB2上電壓和RE上電壓的差值，所以是負反饋。由于采取了上面兩個措施，使電路工作穩(wěn)定性能提高，是應(yīng)用最廣的放大電路。

(3)射極輸出器

圖3(a)是一個射極輸出器。它的輸出電壓是從射極輸出的。圖3(b)是它的交流通路圖，可以看到它是共集電極放大電路。

這個圖中，晶體管真正的輸入是Vi和Vo的差值，所以這是一個交流負反饋很深的電路。由于很深的負反饋，這個電路的特點是：電壓放大倍數(shù)小于1而接近1，輸出電壓和輸入電壓同相，輸入阻抗高輸出阻抗低，失真小，頻帶寬，工作穩(wěn)定。它經(jīng)常被用作放大器的輸入級、輸出級或作阻抗匹配之用。

(4)低頻放大器的耦合

一個放大器通常有好幾級，級與級之間的聯(lián)系就稱為耦合。放大器的級間耦合方式有三種：①RC耦合，見圖4(a)。優(yōu)點是簡單、成本低。但性能不是最佳。②變壓器耦合，見圖4(b)。優(yōu)點是阻抗匹配好、輸出功率和效率高，但變壓器制作比較麻煩。③直接耦合，見圖4(c)。優(yōu)點是頻帶寬，可作直流放大器使用，但前后級工作有牽制，穩(wěn)定性差，設(shè)計制作較麻煩。

功率放大器

能把輸入信號放大并向負載提供足夠大的功率的放大器叫功率放大器。例如收音機的末級放大器就是功率放大器。

(1)甲類單管功率放大器

圖5是單管功率放大器，C1是輸入電容，T是輸出變壓器。它的集電極負載電阻Ri′是將負載電阻RL通過變壓器匝數(shù)比折算過來的：

RC′=(N1N2)2RL=N2RL

負載電阻是低阻抗的揚聲器，用變壓器可以起阻抗變換作用，使負載得到較大的功率。

這個電路不管有沒有輸入信號，晶體管始終處于導通狀

，靜態(tài)電流比較大，困此集電極損耗較大，效率不高，大約只有35%。這種工作狀態(tài)被稱為甲類工作狀態(tài)。這種電路一般用在功率不太大的場合，它的輸入方式可以是變壓器耦合也可以是RC耦合。

(2)乙類推挽功率放大器

圖6是常用的乙類推挽功率放大電路。它由兩個特性相同的晶體管組成對稱電路，在沒有輸入信號時，每個管子都處于截止狀態(tài)，靜態(tài)電流幾乎是零，只有在有信號輸入時管子才導通，這種狀態(tài)稱為乙類工作狀態(tài)。當輸入信號是正弦波時，正半周時VT1導通VT2截止，負半周時VT2導通VT1截止。兩個管子交替出現(xiàn)的電流在輸出變壓器中合成，使負載上得到純正的正弦波。這種兩管交替工作的形式叫做推挽電路。

乙類推挽放大器的輸出功率較大，失真也小，效率也較高，一般可達60%。

(3)OTL功率放大器

目前廣泛應(yīng)用的無變壓器乙類推挽放大器，簡稱OTL電路，是一種性能很好的功率放大器。為了

易于說明，先介紹一個有輸入變壓器沒有輸出變壓器的OTL電路，如圖7。

這個電路使用兩個特性相同的晶體管，兩組偏置電阻和發(fā)射極電阻的阻值也相同。在靜態(tài)時，VT1、VT2流過的電流很小，電容C上充有對地為12Ec的直流電壓。在有輸入信號時，正半周時VT1導通，VT2截止，集電極電流ic1方向如圖所示，負載RL上得到放大了的正半周輸出信號。負半周時VT1截止，VT2導通，集電極電流ic2的方向如圖所示，RL上得到放大了的負半周輸出信號。這個電路的關(guān)鍵元件是電容器C，它上面的電壓就相當于VT2的供電電壓。

以這個電路為基礎(chǔ)，還有用三極管倒相的不用輸入變壓器的真正OTL電路，用PNP管和NPN管組成的互補對稱式OTL電路，以及最新的橋接推挽功率放大器，簡稱BTL電路等等。

直流放大器

能夠放大直流信號或變化很緩慢的信號的電路稱為直流放大電路或直流放大器。測量和控制方面常用到這種放大器。