前幾章說(shuō)的放大器其實(shí)都是針對(duì)小信號(hào)的放大器，ClassA、ClassB、ClassC、ClassD等幾種是功率放大器，同時(shí)有些也會(huì)稱(chēng)ClassA為甲類(lèi)放大器，ClassB為乙類(lèi)放大器，為了統(tǒng)一名稱(chēng)，以后文章都是采用英文稱(chēng)呼。小信號(hào)放大器主要包括：共射極放大器、共基極放大器、共集極放大器，如果這種小信號(hào)放大器能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行完整放大，那就就可以稱(chēng)為ClassA放大器，這一期主要介紹ClassA放大器。

關(guān)鍵：ClassA放大器;

01ClassA放大器如何對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大

小信號(hào)放大器的輸入信號(hào)幅度很小，而且輸出的變化幅度也很有限，如圖1-1(a)所示，Ic以及Vce在各自的靜態(tài)工作點(diǎn)(ICQ、VCEQ)上、下有限的范圍內(nèi)變化，而ClassA放大器不同，如圖1-1(b)所示，為了獲得最大限度的功率輸出，它的Ic以及Vce都“恨不得”都在各自的極限范圍內(nèi)進(jìn)行變化，對(duì)于Ic來(lái)說(shuō)，這個(gè)極限范圍是0~Ic(sat);對(duì)于Vce來(lái)說(shuō)，這個(gè)極限范圍是0~Vce(cutoff)。

圖1-1 小信號(hào)放大器與ClassA放大器的AC負(fù)載線

02ClassA放大器怎樣才能獲得最大輸出信號(hào)

從圖1-1(b)可以推斷，如果Q點(diǎn)在 AC負(fù)載線的中間，則ClassA放大器可以獲得最大的輸出信號(hào)，在理想情況下，Ic可以從靜態(tài)工作點(diǎn)ICQ變大到其飽和值Ic(sat)處，或變小到截止值0。如果輸入信號(hào)的變化幅度超過(guò)一定范圍，使得放大器進(jìn)入飽和或者截止?fàn)顟B(tài)，則會(huì)出現(xiàn)圖2-1所示的失真。

圖2-1 ClassA放大器的失真

如果Q點(diǎn)偏離中央而趨向飽和區(qū)或者截止區(qū)，則會(huì)出現(xiàn)圖2-2所示的飽和失真或截止失真——Q點(diǎn)偏飽和區(qū)時(shí)為飽和失真，Q點(diǎn)偏向截止區(qū)的為截止失真。

圖2-2 Q點(diǎn)偏離中央造成飽和失真或者截止失真

功率放大器與小信號(hào)放大器一樣，在對(duì)信號(hào)放大的同時(shí)需保證輸出與輸入的一致性。所以，把Q點(diǎn)放到AC負(fù)載線中央對(duì)于ClassA放大器來(lái)說(shuō)可以獲得最大的輸出信號(hào)且避免失真。

如圖2-3所示是其中一種ClassA放大器：

圖2-3 ClassA放大器(共射極放大器)

圖2-3從形式上看，其不過(guò)是共射極放大器的克隆版本，可以使用之前分析的共射極放大器進(jìn)行分析，步驟如下：

靜態(tài)工作點(diǎn)求解為：

可以通過(guò)式(1.2)和式(1.4)得到DC負(fù)載線上的靜態(tài)工作點(diǎn)Q，如圖2-4所示：

圖2-4 直流等效電路以及DC負(fù)載線

需要注意的是，DC負(fù)載線和AC負(fù)載線是不一樣的，因?yàn)镈C負(fù)載線是針對(duì)直流等效電路分析得到的，DC負(fù)載在縱坐標(biāo)Ic和橫坐標(biāo)Vce上的端點(diǎn)分別為Vcc/(Rc+Re)和Vcc，把這兩個(gè)端點(diǎn)連接起來(lái)就可以形成DC負(fù)載線，靜態(tài)工作點(diǎn)Q必然在DC負(fù)載線上的某處，在直流等效電路中，耦合電容視為斷開(kāi)，所以不用考慮輸入信號(hào)和負(fù)載的影響，但是AC負(fù)載線就不同了，耦合電容把負(fù)載等連接到電路中，再分析工作點(diǎn)的狀態(tài)自然就會(huì)有所不同，把AC負(fù)載線在縱坐標(biāo)軸Ic和橫坐標(biāo)Vce上的端點(diǎn)分別稱(chēng)為Ic(sat)和Vce(cutoff)，如圖2-5所示，可以計(jì)算：

其中，Rc||Rl表示C極電阻Rc和負(fù)載電阻Rl的并聯(lián)總電阻，將數(shù)值帶入即可算的：

那么式(1.7)和式(1.8)就可確定AC負(fù)載線的兩個(gè)端點(diǎn)，于是可得到AC負(fù)載線，如圖2-5所示，DC負(fù)載線和AC負(fù)載線必然相交于Q點(diǎn)。

圖2-5 DC負(fù)載線與AC負(fù)載線

從圖2-5來(lái)看，電路參數(shù)并沒(méi)有能夠讓Q點(diǎn)落在AC負(fù)載線的中央，而是向飽和區(qū)偏離，對(duì)于ClassA放大器來(lái)說(shuō)，它在大信號(hào)放大時(shí)很容易出現(xiàn)飽和失真，為了讓ClassA完美工作，需要對(duì)影響Q點(diǎn)的器件參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。如果Q點(diǎn)落在圖2-5所示的AC負(fù)載線的中央，那么新的Q點(diǎn)就要設(shè)置為AC負(fù)載線的兩個(gè)端點(diǎn)值得一半，即：

說(shuō)明改變IcQ可以讓Q點(diǎn)上、下移動(dòng)，從而使之落在AC負(fù)載線的中央，一般來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)改變e極電阻RE來(lái)影響IcQ——RE增大時(shí)ICQ減小，Q點(diǎn)向截止區(qū)移動(dòng);RE減小時(shí)ICQ增大，Q點(diǎn)向飽和區(qū)移動(dòng)。