根據(jù)功率放大器所設(shè)靜態(tài)工作點的不同,功率放大器可分為甲類、乙類、甲乙類等多種。
甲類功率放大器
甲類功率放大器的功率放大管VT的基極接有偏置電阻,在整個信號周期內(nèi)VT都會有導通電流,但工作效率不足50%,所以僅早期的收音機采用它做末級放大器,如圖3-12所示。
輸入信號Ui經(jīng)激勵變壓器T1耦合,再經(jīng)VT倒相放大,利用輸出變壓器T2耦合,推動揚聲器BL發(fā)音。
圖3-12收音機應用的甲類功率放大器
提示:甲類功率放大器的應用還是比較廣泛的,除了應用在彩色電視機的行激勵等電路,還應用在大功率放大器中作為推動級。
乙類功率放大器
乙類功率放大器沒有偏置電阻,所以靜態(tài)電流為0,也就是在激勵信號的正半周期間導通,而在負半周期間截止。為了使放大電路在整個信號周期都可以工作,乙類功率放大器多采用兩個不同極性的三極管輪流工作,從而構(gòu)成了乙類互補推挽放大器。典型的乙類互補推挽放大器如圖3-13所示。
其中,變壓器耦合式的乙類互補推挽放大器主要應用在擴音機等電路中,而無變壓器式乙類互補推挽放大器主要應用在大功率放大器或開關(guān)電源內(nèi)作為推動級。下面以圖3-13(a)所示電路為例介紹乙類功率放大器的工作原理。
參見圖3-13(a),靜態(tài)時,VT1、VT2因基極沒有導通電壓輸入而截止。當輸入信號Ui的正半周加到激勵變壓器T1的一次繞組后,它的兩個二次繞組耦合輸出的信號都為上正、下負,使VT2截止、VT1導通,產(chǎn)生集電極電流Ic1,該電流經(jīng)輸出變壓器T2耦合到二次繞組,形成輸出信號的上半周;Ui的負半周信號經(jīng)T1耦合后,它的兩個二次繞組輸出的信號都為下正、上負,使VT1截止、VT2導通,產(chǎn)生集電極電流Ic2,該電流經(jīng)輸出變壓器T2耦合到二次繞組,形成輸出信號的負半周。這樣,就可以得到一個完整的信號。
雖然乙類互補推挽放大器的靜態(tài)電流為0,降低了功耗,提高了效率,但在輸入信號的初期和末期,它的幅度低于三極管的導通電壓時,三極管就會截止,導致正、負半周交接部分的信號不能被放大,產(chǎn)生圖3-14所示的交越失真。
甲乙類功率放大器
甲乙類功率放大器的工作介于甲類和乙類之間,它是目前應用較多的功率放大器之一。此類放大器通過偏置電阻為兩只推挽放大管提供較小的靜態(tài)工作電流,每個三極管導通的時間大于信號的半個周期。這樣,整個周期的輸入信號都能被放大,從而抑制了交越失真。典型的甲乙類功率放大器如圖3-15所示。
其中,變壓器耦合式的甲乙類互補推挽放大器已基本淘汰,目前應用較多的是無變壓器式甲乙類互補推挽放大器。因此,下面以圖3-15(b)所示電路為例介紹甲乙類功率放大器的工作原理。
參見圖3-15(b),正、負電源+VCC、?VCC分別通過偏置電阻R1、R2加到放大管VT1、VT2的基極,為它們提供一個較小的靜態(tài)電流。
當輸入信號Ui的正半周信號不僅通過VD1、VD2、R3加到VT2的基極使它截止,而且加到VT1的基極,使VT1導通時,它的集電極電流Ic1由+VCC經(jīng)VT1、RL到地構(gòu)成回路,形成輸出信號的上半周;當Ui的負半周信號加到VT1的基極后VT1截止,而VT2導通,它的集電極電流Ic2由地、RL、VT2到?VCC構(gòu)成回路,形成輸出信號的負半周。這樣,就可以得到一個完整的信號。
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