功率放大电路及应用

李新

摘 要：在实际中，不同的功放电路要求放大器工作在不同的状态。文章阐述了放大器在不同状态下的特性和应用。

关键词：功放电路；特性；应用

引言

无论是分立元件放大电路还是集成放大电路，其末级都要接负载，而要驱动负载，放大电路的末级就要输出较大的功率。能够向负载提供足够功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。在能量控制和转换方面，功率放大电路和其它放大电路没有本质上的区别，只是功放既不单纯追求输出高电压，也不单纯追求输出大电流，而是追求在一定的电源电压下，输出尽可能大的功率和效率。放大器的工作状态不同，特性也不同，因此在实际中，要根据功放电路不同的要求选择不同的工作状态。

1 功放的特性及应用

功率放大电路根据晶体管导通时间的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等。[1]

1.1 甲类功放

当功放管的静态工作点设置在负载线的中间时，功放管在输入信号的整个周期内都处于导通状态，称为甲类工作状态，简称甲类功放。甲类功放的优点是非线性失真小，但缺点是静态电流大、管耗大、输出功率小、效率低，效率的理论最大值为50%。由于非线性失真小，甲类功放可用在宽带功率放大器中。由于效率低、输出功率小，甲类功放可用在小功率放大电路，也可采用功率合成技术，实现多个功率放大器的联合工作，来获得较大的输出功率。

1.2 乙类功放

当功放管的静态工作点设置在截止区时，功放管只在信号为正时导通，而信号为负时截止，即功放管仅在输入信号的半个周期内导通，称为乙类工作状态，简称乙类功放。乙类功放的优点是管耗小，效率高，效率的理论最大值为78.5%，实际应用中效率为50%左右。缺点是输出信号缺少半个周期，失真较大。为了弥补这种失真，从而输出完整的信号波形，通常采用两个互补的三极管轮流导通，构成互补对称功率放大电路。但當两个三极管轮流导通时，由于死区电压的存在，当输入信号小于功放管的死区电压时，管子仍处于截止状态，因此在两管输出波形的交接处存在失真，这种失真称为“交越”失真。

1.3 甲乙类功放

当功放管的静态工作点设置在负载线的下部靠近截止区时，在输入信号的整个周期内，功放管的导通时间大于半个周期，小于一个周期，称为甲乙类工作状态，简称甲乙类功放。

在乙类互补功率放大电路中，给两个三极管的基极加上恰当的偏置，使两个三极管在静态时均处在微导通状态，当两个三极管轮流导通时，交替过程比较平滑，从而减小交越失真。甲乙类功放的典型应用是音频放大输出。

1.4 丙类功放

在输入信号的整个周期内，功放管的导通时间小于半个周期，称为丙类工作状态，简称丙类功放。除了功放管，丙类功放还包含既起滤波作用又起阻抗匹配作用的输出调谐回路，同时基极偏置电路和集电极偏置电路有特殊要求。丙类功放又因工作状态的不同分为欠压、临界和过压三种工作状态。三极管工作在放大区和截止区时称为欠压状态，三极管刚好不进入饱和区时称为临界工作状态，三极管进入饱和区时称为过压状态。三种状态时集电极输出的波形分别为尖顶余弦脉冲、略微平缓的余弦脉冲和顶端凹陷的余弦脉冲。丙类放大器可和谐振回路共同构成丙类谐振功率放大器或丙类倍频器。丙类功放工作在过压和临界状态时效率高，理论上可达到100%，实际效率为70%左右。

2 典型电路及应用

按输出耦合方式的不同，功率放大电路又分为变压器耦合功率放大电路、无输出变压器（OTL）功率放大电路、无输出耦合电容（OCL）功率放大电路及双向推挽无输出变压器（BTL）功率放大电路等。此外，功率放大电路还可分为分立元件功率放大电路和集成功率放大电路。[2]

随着电子技术的发展，集成电路已成为现代电子电路中的核心器件，广泛应用于各种电子设备中。LM386是一种音频集成功率放大电路，具有频响宽、功耗低、电压增益可调节、适用的电源电压范围宽、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机、收音机和对讲机中

随着放大电路的进一步研究，其分类越来越多，应用也越来越广泛。只有掌握了放大电路的各类状态，才能根据需要灵活应用。

参考文献

[1]苏士美.模拟电子技术[M].北京：人民邮电出版社，2007：124.

[2]袁明文，谢广坤.电子技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013：65.

[3]黄冬梅.电子技术[M].北京：中国轻工业出版社，2011：127.