功率放大是一種能量轉(zhuǎn)換的電路，在輸入信號的作用下，晶體管把直流電源的能量，轉(zhuǎn)換的電路，在輸入信號的作用下，晶體管把直流電源的能量，轉(zhuǎn)換成隨輸入信號變化的輸出功率送給負(fù)載，對功率放大要求如下：

（1）輸出功率要大：要增加放大器的輸出功率，必須使晶體管運行在極限的工作區(qū)域附近，由ICM、UCM和PCM決定見圖一。

圖一

（2）效率η要高：放大器的效率η定義為：η=交流輸出功率/直流輸入功率

（3）非線性失真在允許范圍內(nèi)：由于功率放大器在大信號下工作，所以非線性失真是難免的，問題是要把失真控制在允許范圍內(nèi)，

功率放大器按工作狀態(tài)和電路形式可分成以下幾種：

（1）甲類功率放大器：在整個信號周期內(nèi)，存在集電極電流；

（2）乙類功率放大器：只有半個信號周期內(nèi)，存在集電極電流，按電路形式它又可分為：

1）雙端推挽電路（DEPP）

2）單端推挽電路（SEPP）

3）平衡無變壓器電路（BTL）

在實際中，為了克服交越失真，推挽式昌體管電路是工作于甲、乙類狀態(tài)的。

一、甲類功率放大器

圖一是甲類功率放大器，負(fù)載RL通過阻抗變換器B變成集電極負(fù)載RL=nRLo對直流來說，變壓器B初級直流電阻和Re均很小，所以直流負(fù)載線接近一條垂直線見圖一（b）為使放大器輸出較大功率，可使交流負(fù)載線處于a點和b點位置：a點的Uce=UCM，而工作點Q處于ab直線中點，通常晶體管的飽和壓降和穿透電流都很小，實際上可以認(rèn)為Icmin=0和Ucemin=0o 因此，供給負(fù)載的電流和電壓振幅分別為：

Icm=IcM/2， Ucem=UCM/2 ------------------------------------------------式1

負(fù)載的交流功率（或放大器輸出功率）為：

PL=（UceM/）×（IcM/）=（IcM/）×（UcM/）=（1/8）IcM×UcM-------式2

工作點Q的集電極電流ICQ和電壓UceQ分別為：

ICQ=ICM/2， UceQ=Ec=UCM/2---------------------------------------------式3

所以，直流電源的輸入功率：

PD=IcQ×UceQ=（ICM/2）×（UCM/2）=1/4IcMUcm-------------------------------式4

甲類功率放大器的效率為：

η=PL/PD=50%---------------------------------------------------------式5

可見：（1）晶體管的最大集射電壓為電源電壓EC的兩倍。

（2）晶體管靜態(tài)時耗功率為輸出功率的兩倍。

（3）甲類放大器的效率最高只有50%。

二、乙類推挽電路

圖2（a）為乙類推挽電路，由于輸出端使用變壓器，因而晶體管對地有兩個輸出端，設(shè)電路完全對稱，當(dāng)輸入信號Us為正半波時，BG1截止、BG2導(dǎo)通，輸出電壓UL為負(fù)半波，因此，兩管輪流導(dǎo)通，一推一挽地工作，故稱為推挽電路。

由于兩管輪流地工作，所以把兩管的輸出特性按相反方向疊在一起，兩管的交流負(fù)載線正好連成直線ab，工作點Q處于直線ab的中點，如圖2（b）所示，從圖中可看出各電量的關(guān)系：

（1）如輸出變壓器的初級和次級繞組的匝數(shù)比為n，則每只晶體管的負(fù)載電阻RL為：

RL=（n/2）RL=（n/4）RL--------------------------------------------式6

而集電極與集電極之間的電阻RCC為

Rcc=nRL=4RL-----------------------------------------------------式7

（2）變壓器B2的初級繞組端電壓振幅為：

Ucem=UceQ≈Ec----------------------------------------------------式8

初級繞組電流振幅為：

Icm=IcM----------------------------------------------------------式9

所以輸送到初級繞組的功率為：

Ps=（Ucem/）×（Icm/）=（1/2）EcIcm------------------------------式10

（3）通過每只晶體管的電流平均值為：

Ico=IcM/π-------------------------------------------------------式11

由直流電源供給的功率為

PD=（2Ico）Ec=2×（Icm/π）×Ec--------------------------------------式12

（4）推挽電路的效率為：

η=（Ps/PD）100%={（1/2×Ec×Icm）/［2×（Icm/π）×Ec］}100%≈78.5%-----式13

設(shè)計推挽電路時要注意：

（1）為避免交越失真，晶體管應(yīng)具有一定的偏置電流，但不要過大，否則使電路效率降低。

（2）晶體管的最大集電極電壓Ucm》2Ec。

（3）晶體管的耗散功率Pcm≥1.2Pc1，其中Pc1為每只晶體管送給變壓器B2初級的功率，即Pc1=［（1/2）Pso］。

（4）根據(jù)Pc1及Ec1的要求，算出晶體管負(fù)載電阻PL及輸出變壓器的匝數(shù)比n。

圖2

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