常见放大器类型

A类放大器

A类放大器(Class A),也称为甲类放大器,输出始终偏置在导通状态,在无信号输入时仍需导通输出电流,相当于一个电流源。A类放大器是工作在线性区域的,也就是整个输入波形会被放大输出,所以失真率低。其工作特点也注定了它发热量大、效率低,通常只有30%左右。虽然效率不高,但失真率极低,人们也热衷于把它用到高保真音响系统中,常见于胆机及甲类功放。

B类放大器

B类放大器(Class B),也称为乙类放大器,当输入信号为正半周时正向偏置的管子导通,负向的的管子关闭,信号负半周时负向偏置的管子导通,正向的管子关闭,工作方式为推挽式,在同一时刻只有半边管子工作,所以电路的效率大约为50%。因为晶体管基极导通需要一个电压一般是0.7V和-0.7V,这样电路的上下臂会产生一个死区,在输入波形的正负半周交替的中间点附近会无法输出,所以B类放大器会产生一个交越失真。也正因如此这类放大器不适合用于音频放大器。

AB类放大器

为了克服A类效率低和B类的交越失真,工程师又发明了AB类放大器(ClassAB),也就是结合A类和B类的特点,在B类的基础上改进其电路上下臂的偏置点,让其在信号正负半周交替点附近上下臂电路会同时导通工作,尽可能的消除交越失真。AB类放大器同时具有A类的线性度和B类的效率高,其效率在50%-60%左右,所以被广泛用于音频放大器中。

C类放大器

C类放大器(ClassC),也称为丙类放大器、谐振放大器。和A、B、AB类不一样的是它不是线性放大器。线性放大器输出信号的幅度、相位与输入信号的幅度、相位呈线性相关。C类放大器属于非线性放大器,因工作点偏置严重,静态时处于截止状态,在输入正弦信号时一半以上的周期电路都是在截止状态。C类放大器效率在80%左右,但输出信号失真严重,不适合用于音频放大电路。集电极增加LC输出谐振回路,通常用于振荡、射频放大电路。

D类放大器

D类放大器(ClassD)是一种完全不同于上述几种放大器的电路,出现于60年代,但受限于器件性能的限制,直到近些年MOSFET普及才得到很好的发展。它是一种非线性开关放大器,理论上可以达到100%的转换效率,其功耗主要来自于功率管的导通阻抗,因此可以做到极小的体积和良好的散热性,现在被广泛用于便捷或车载音响系统。早期的D类放大器使用PWM调制器进行信号的调制,现在的D类放大器会使用多种调制器拓扑结构,最基本的组合就是PWM脉宽调制加三角波振荡器。上图是一个基本的半桥式D类放大器结构图以及输入输出信号示意图。

上图是这几种放大器的比较图。

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