a、b、ab、d类音频功率放大器

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1、D类音频功率放大器（ClassDAudioPowerAmplifier）近二十年来电子学课本上所讨论的放大器偏压(Bias)分类不外乎A类、B类、C类等放大电路，而讨论音频功率放大器仅强调A类、B类、AB类而却把D类放大器给忘掉了，事实上D类放大器早在1958年已被提出(注一)，甚至还有E类、F类、G类、H类及S类等(注二)，只是这些类型的电路与D类很接近，运用机会低，所以也就很少被提及。音频功率放大器最大目的在提供喇叭得到最大功率输出，而卫衍生与电源所供给功率不对等的关系，即所谓功率放大器的效率(输出功率与输入功率之比)如表一所示:偏压分类A

2、类AB类B类D类理想效率25%介于A与B类之间78.5%100%表一各類功率放大器的效率比較随着轻、薄、短、小手持电子装置的发展，诸如手机、MP3、PDA、IPOD及LCDTV…数位家庭等，寻求一个省电的高效率音频功率放大器是必然的。因此最近几年音频功率放大器由AB类功率放大器转以D类功率放大器为主流。如图1所示(注三)，在实际应用上D类放大效率可达90%以上远超过效率50%的AB类放大。所以D类放大的晶体管散热可大大的缩小，很适合应用于小型化的电子产品。圖1D類及AB類效率比較A类放大器(又称甲类放大器)的特点是不论是否输入信号，其输出电路恒

3、有电流流通，而且这种放大器通常是在特性曲线的线性范围内操作，如图2所示，以求放大后的信号不失真。所以它的优点，是失真度小，信号越小传真度越高，最大的缺点是“功率效益”（PowerEfficiency）低，最大只有25%，不输入信号时丝毫不降低消耗功率，极不适合做功率放大。但因其高传真度，部分高级音响器材仍采用A类放大器。                                                       图1 图2(a)、(b)皆属A类放大器，设计时让VCE=1/2VCC，以求最大不失真范围。注意到Vi不输入时仍有0.5

4、VCC/RL的电流流过晶体管，所以晶体管需要良好的散热环境。由于“共集极”组态（图2(a)CommonCollector组态又称“射极跟随器”）转移特性曲线较“共射极”组态（图2(b)CommonEmitter组态）有较佳的线性度（亦即失真较低）及较低的输出组抗，因此，同属于A类放大器，射级随耦器却较常被当成输出级使用（“共射级”组态较常被当成“驱动级”使用）。     a                                   b                    图2A类放大器                        

5、 图3变压器耦合A类放大器  图4变压器耦合A类放大器的直流负载特性B类功率放大器（乙类功率放大器）是工作点在特性线极端处的一种放大器，如图1所示。当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。所以，若将上图的左图VBB拿掉，则根据定义，这种零偏压的电路就是一种B类放大器。然而，由于它的静态点在（VCC，0）处，因此，对于一个正弦波输入信号，它的输出端波形只剩半个周期是可以预期的。      图1B类功率放大器电路图解决上述问题的方法，是将另一半周期的信号以一PNP型BJT与原射级跟随器相接，形成所谓的“互补式射级跟随器”(Complementary

6、EmitterFollower)，又称为“B类推挽式放大器”（ClassBPush-PullAmplifier），如图1所示。其动作原理，在Vi的正半周其间，Q1导通且Q2截止，所以，形成图2的输出端正半周正弦波；同理，当Vi为负半周时，Q1截止而Q2导通，结果形成输出端负半周正弦波，如图2虚线部分所示。                           图2B类功率放大器特性图 由于B类推挽式放大器在无输入信号时不消耗功率，因此它较A类放大器有更高的最大功率效益（可达78%）。然而，由于推挽式放大器的信号振幅范围有一段是在特性线的非线性区域

7、上，因此导致严重的失真，如2所示，这种失真我们称它做“交越失真”（Cross-OverDistortion）。为了改善这种情形，所以有了AB类放大器，见下篇。                               图3B类双端推挽放大器                           图4交流信号输入示意图            图5集极电流的变化情形AB类功率放大器（又称-甲乙类功率放大器）（ClassABAmplifier）前面提到的B类推挽式放大器的交越失真，是由于信号大小在-0.6V

8、所引起的，因此，如果我们在Q1及Q2的VBE之间加上两个0.6V的电池，使输入信号在±0.6V之间大小时，Q1、Q2也可以导通（彷佛一个A类放大器有加