在電子學(xué)中，放大器是最常用的電路器件，具有巨大的應(yīng)用可能性。在音頻相關(guān)的電子學(xué)中，前置放大器和功率放大器是兩種不同類型的放大器系統(tǒng)，用于聲音放大相關(guān)目的。

本文主要介紹A、B和AB類功率放大器

放大器按導(dǎo)通角分類

使用字母的放大器的分類

根據(jù)其規(guī)格，放大器被分配不同的字母或字母表，代表他們的類。有不同類別的放大器，從A，B，C，AB，D，E，F(xiàn)，T等開始。在這些類別中，最常用的音頻放大器類別是A，B，AB，C。其他類別是現(xiàn)代放大器，它們使用開關(guān)拓撲和PWM(脈寬調(diào)制)技術(shù)來驅(qū)動輸出負載。有時，傳統(tǒng)類的改進版本被分配一個字母，以將它們分類為不同的放大器類，例如G類放大器是B類或AB類放大器的修改放大器類。

下面，我們將演示A類、B類和AB類的傳統(tǒng)功率放大器，并演示廣泛用于開關(guān)設(shè)計的D類放大器。這些類不僅用于功率放大器，還用于音頻放大器電路。

A類放大器

A類放大器是最常見的放大器拓撲類型，因為它們在其放大器設(shè)計中僅使用一個輸出開關(guān)晶體管(雙極性、FET、IGBT等)。該單輸出晶體管圍繞其負載線中間的Q點偏置，因此永遠不會被驅(qū)動到其截止或飽和區(qū)域，從而允許其在整個輸入周期的360度內(nèi)傳導(dǎo)電流。360度導(dǎo)通角意味著放大器設(shè)備在整個時間內(nèi)保持活動狀態(tài)，并使用完整的輸入信號。下圖顯示了一個理想的A類放大器。

優(yōu)點

"A"類放大器被認為是最好的放大器設(shè)計類別，主要是因為它們在設(shè)計得當(dāng)時具有出色的線性度、高增益和低信號失真水平。

盡管出于熱電源的考慮，A類放大器很少用于高功率放大器應(yīng)用，但它可能是這里提到的所有放大器類別中聲音最好的，因此用于高保真音頻放大器設(shè)計.

A類放大器還易于構(gòu)建，具有單器件元件和最少的器件數(shù)量。

缺點

為了實現(xiàn)高線性度和增益，A類放大器的輸出級始終偏置"ON"(導(dǎo)通)。由于這種永不關(guān)斷特性，A類放大器具有高功率損耗。

由于A類放大器具有高功率損耗使其效率非常低，約為30%，這使得它們對于高功率放大是不切實際的。

此外，由于具有高線性度，A類放大器可提供失真和噪聲。電源必須相應(yīng)地調(diào)整尺寸并進行良好的濾波，以避免任何放大器嗡嗡聲和噪聲。因此，由于A類放大器的效率低和過熱問題，已經(jīng)開發(fā)出更高效的放大器類。

B類放大器

B類放大器與A類放大器略有不同，它是使用兩個有源器件創(chuàng)建的，這些器件傳導(dǎo)實際周期的一半，即180度的周期。兩個器件為負載提供組合電流驅(qū)動。

當(dāng)輸入信號變?yōu)檎龝r，正偏置晶體管導(dǎo)通，而負晶體管則切換為"OFF"。同樣，當(dāng)輸入信號變?yōu)樨撝禃r，正晶體管切換"OFF"，而負偏置晶體管打開"ON"并傳導(dǎo)信號的負部分。因此，晶體管只傳導(dǎo)一半的時間，無論是在輸入信號的正半周期還是負半周期。

放大器的這種推挽式設(shè)計顯然比A類更有效率，約為50%，但B類放大器設(shè)計的問題在于，由于晶體管死帶的輸入基極電壓范圍為-0.7V至+0.7，因此會在波形的過零點產(chǎn)生失真。

基極電壓：它需要大約0.7伏的基極發(fā)射極電壓才能使雙極晶體管開始導(dǎo)電。然后在B類放大器中，輸出晶體管在超過該電壓之前不會"偏置"到"ON"工作狀態(tài)。

優(yōu)點

每個器件在半個周期內(nèi)接通或變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，因此效率得到提高

缺點

由于基極電壓0.7 V的存在，窗口內(nèi)的波形部分將無法精確再現(xiàn)，使B類放大器不適合精密音頻放大器應(yīng)用。

為了克服這種過零失真(也稱為交越失真)，開發(fā)了AB類放大器。

AB 類放大器

顧名思義，AB類放大器是我們上面看到的"A類"和"B類"類型放大器的組合。AB類功放是目前最常用的音頻功放設(shè)計類型之一。

它具有與兩個有源器件相同的配置，它們在一半的周期內(nèi)單獨導(dǎo)電，但每個器件偏置不同，因此它們在不可用的矩(交叉矩)期間不會完全關(guān)閉。每個器件在完成正弦波形的一半后不會立即離開導(dǎo)通，而是在另一個半周期內(nèi)傳導(dǎo)少量輸入。使用這種偏置技術(shù)，可以大大減少盲區(qū)期間的交越失真.

因此，在AB類放大器設(shè)計中，每個推挽式晶體管的導(dǎo)通周期略高于B類的半個導(dǎo)通周期，但遠小于A類的整個導(dǎo)通周期。

優(yōu)點

這種由串聯(lián)二極管或電阻器提供的小偏置電壓的優(yōu)點是克服了B類放大器特性產(chǎn)生的交越失真

此外，需要以完全相同的額定值仔細選擇二極管，并且需要放置在盡可能靠近輸出器件的位置。在某些電路結(jié)構(gòu)中，設(shè)計人員傾向于增加小值電阻，以在器件兩端提供穩(wěn)定的靜態(tài)電流，從而最大限度地降低輸出端的失真。