眾所周知，功率放大器電路用于提供高功率以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器等負(fù)載，功率放大器一般共計(jì)工作模式進(jìn)行分類(lèi)，工作模式是輸入周期的一部分，在該部分期間集電極電流預(yù)計(jì)會(huì)流動(dòng)。而在此基礎(chǔ)上，功率放大器可以分為以下幾類(lèi)：

• A類(lèi)功率放大器
• B類(lèi)功率放大器
• C類(lèi)功率放大器
• AB類(lèi)功率放大器
• D、E、G、S、T類(lèi)功率放大器(開(kāi)關(guān)功率放大器)

通常情況下，功率放大器(大信號(hào))用于音頻放大器系統(tǒng)的輸出級(jí)以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器負(fù)載。典型揚(yáng)聲器的阻抗介于4Ω和8Ω之間，因此功率放大器必須能夠提供驅(qū)動(dòng)低阻抗揚(yáng)聲器所需的高峰值電流。

在本文當(dāng)中，小編簡(jiǎn)單來(lái)介紹下A類(lèi)功率放大器的原理、電路圖和應(yīng)用特點(diǎn)。

A類(lèi)功率放大器的概念

如果在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)集電極電流一直流過(guò)，則該功率放大器稱(chēng)為A類(lèi)功率放大器，它較少用于更高功率的輸出級(jí)，因?yàn)樗男屎懿睢?/p>

A類(lèi)放大器偏置偏置的目的是通過(guò)使信號(hào)波形脫離晶體管輸入特性為非線(xiàn)性的0v至0.6v區(qū)域，從而使放大器相對(duì)無(wú)噪聲。

A類(lèi)功率放大器的電路

A類(lèi)放大器設(shè)計(jì)產(chǎn)生了良好的線(xiàn)性放大器，但放大器產(chǎn)生的大部分功率以熱量的形式浪費(fèi)掉了。由于A(yíng)類(lèi)放大器中的晶體管一直處于正向偏狀態(tài)，即使沒(méi)有輸入信號(hào)，也很少有電流流過(guò)它們，這是其效率低下的主要原因。直接耦合A類(lèi)功率放大器的電路圖如下圖所示：

上圖所示的電路是一個(gè)直接耦合的A類(lèi)放大器，使用變壓器耦合負(fù)載到晶體管輸出的放大器稱(chēng)為直接耦合放大器。使用變壓器耦合技術(shù)，可以在很大程度上提高放大器的效率。耦合變壓器在負(fù)載和輸出之間提供了良好的阻抗匹配，這是提高效率的主要原因。

通常，電流流過(guò)集電極電阻負(fù)載，這會(huì)導(dǎo)致其中直流電源的浪費(fèi)。結(jié)果，該直流電源以熱量的形式消散在負(fù)載中，并且它不貢獻(xiàn)任何輸出交流電源。因此，不建議將電流直接通過(guò)輸出設(shè)備(例如：揚(yáng)聲器)。

出于這個(gè)原因，通過(guò)使用合適的變壓器將負(fù)載耦合到上述電路中的放大器來(lái)完成特殊操作。

另外，該電路具有分壓電阻R1和R2、偏置和發(fā)射極旁路電阻Re，用于電路穩(wěn)定。發(fā)射極旁路電容器CE和發(fā)射極電阻器Re并聯(lián)以防止交流電壓。輸入電容器Cin(耦合電容器)用于將交流輸入信號(hào)電壓耦合到晶體管的基極，并阻止前一級(jí)的直流。

降壓變壓器具有合適的匝數(shù)比以將高阻抗集電極耦合到低阻抗負(fù)載。

A類(lèi)放大器的阻抗匹配

阻抗匹配可以通過(guò)使放大器的輸出阻抗等于負(fù)載的輸入阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)，這是傳輸最大功率的一個(gè)重要原則(根據(jù)最大功率傳輸定理)。這里阻抗匹配可以通過(guò)選擇初級(jí)的匝數(shù)使其凈阻抗等于晶體管輸出阻抗和選擇次級(jí)的匝數(shù)使其凈阻抗等于揚(yáng)聲器輸入阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)。

A類(lèi)功率放大器的輸出特性

從下圖中可以觀(guān)察到Q點(diǎn)恰好位于交流負(fù)載線(xiàn)的中心，并且晶體管在輸入波形中的每個(gè)點(diǎn)都導(dǎo)通。A類(lèi)功率放大器的理論最大效率為50%。

在實(shí)際實(shí)踐中，使用電容耦合和電感負(fù)載(揚(yáng)聲器)，效率可能會(huì)降低至25%，這意味著放大器從電源線(xiàn)汲取的75%的功率被浪費(fèi)了。大部分浪費(fèi)的功率以有源元件(晶體管)上的熱量形式損失。因此，即使是中等功率的A類(lèi)功率放大器也需要大電源和大散熱器。

A類(lèi)功率放大器的優(yōu)缺點(diǎn)

A類(lèi)放大器的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：

由于輸入信號(hào)的輸出精確副本，它具有高保真度。

改善了高頻響應(yīng)，因?yàn)橛性丛O(shè)備是全時(shí)開(kāi)啟的，即不需要時(shí)間來(lái)開(kāi)啟設(shè)備。

沒(méi)有交叉失真，因?yàn)橛性雌骷谳斎胄盘?hào)的整個(gè)周期都導(dǎo)通。

單端配置可以在A(yíng)類(lèi)放大器中輕松實(shí)用地實(shí)現(xiàn)。

A類(lèi)放大器的缺點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：

由于大功率電源和散熱片，A類(lèi)放大器價(jià)格昂貴且體積龐大。

效率很差。

由于變壓器耦合頻率響應(yīng)不是很好。

A類(lèi)功率放大器的應(yīng)用

A類(lèi)放大器更適合戶(hù)外音樂(lè)系統(tǒng)，因?yàn)榫w管可以再現(xiàn)整個(gè)音頻波形而不會(huì)被切斷。因此，聲音非常清晰且更線(xiàn)性，也就是說(shuō)，它包含的失真程度要低得多。

A類(lèi)放大器通常很大很重，每瓦輸出產(chǎn)生近 4-5瓦的熱能。因此，它們運(yùn)行非常熱，需要大量通風(fēng)，所以它們對(duì)于汽車(chē)來(lái)說(shuō)根本不是理想，在家庭日常使用中也很少被接受。

總結(jié)

以上就是關(guān)于A(yíng)類(lèi)功率放大器原理、電路圖和應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容，可以看出，由于效率低，而且耗能比較多，因而A類(lèi)功率放大器在實(shí)際應(yīng)用中并不多見(jiàn)。