功率放大器教學淺探

在電子線路功率一章的教學中，書上有些內容只是一提而過，使學生對于放大器的認識模糊，因此有必要對它作以詳細的介紹。

電器電路中放大電路的末級在輸出大幅度信號電壓的同時，還必須輸出大幅度的電流，即向負載提供足夠的功率，這種放大器就稱為功率放大器。一個功率放大器的直流電源提供的功率，能不能最大限度地轉換成交流輸出功率，關鍵要看放大器的工作狀態和如何選擇元器件了。

一、功率放大器工作狀態

功率放大器按工作狀態的不同，可分為甲類、乙類和甲乙類三種。

（1）甲類放大器的特點是工作點選在輸出特性曲線線性區的中間位置，信號電流在整個周期內都流通，失真小但效率低，輸出功率也小。實際效率為30％左右，常用做功率放大器的推動級。

（2）乙類放大器工作點選在基極電流等于零的那條輸出特性曲線上，信號電流只在半周期內流通，效率高，輸出功率大，但失真嚴重。常見電路就是乙類雙管推挽功率放大器，它利用兩只型號相同、主要參數相同的晶體管，采用變壓器耦合組成工作在乙類狀態的推挽功率放大器，可以獲得高效率、低失真的功率放大。效率一般可達50％～70%。常見電路有OTL和OCL。

（3）第三類放大器的工作點既不像乙類放大選得那樣低，也不像甲類那樣高，電流截止的時間小于半周期，工作性能介于甲類和乙類之間。推挽放大器如果采用甲乙類放大方式，就可以大大減小交越失真。所以一般的實用電路，在靜態時都要給晶體管加上一定的正向偏壓。保證晶體管在信號電壓較低時，仍處于良好導通狀態。

二、功率放大器對元件的要求

功率放大器通常工作在大電壓、大電流的情況下，這就要求放大器的元件要有一定的可靠性和穩定性。

（1）電阻器的選用。功放器輸出電流一般比較大。輸出管的發射極電阻要選用功率比較大的電阻。互補對稱電路PNP和NPN復合管的偏置電阻，最好數值相等，誤差不能太大。特別是OCL電路中的電阻器要選用穩定性高的碳膜或金屬膜電阻。半可變電阻要質量好，接觸牢靠。OCL、OTL電路中做復合管基極偏置電阻的可調電阻器一旦接觸不良，功率管就很容易因電流劇增而損壞，最好還是調好后用固定電阻代替。

（2）電容器的選用。聲頻功放電路中使用最多的是電解電容，要選用漏電小，耐壓高的優質電容器。

（3）對晶體管的主要要求。功率放大器為了獲得較大的輸出功率，在輸出信號不失真的前題下，要求功放管的動態集電極電壓和電流有最大的幅度。一般功率管都運用在極限狀態。晶體管的主要極限多數是：集電極最大允許電流ICM，反向擊穿電壓BVceo，集電極最大允許耗散功率Pcm等。使用時，這三項參數都不能超過晶體管手冊繪出的數值，否則將引起晶體管損壞。在高保真聲頻放大器中，還要考慮管子的頻率特性。因為硅管的截止頻率比低頻鍺管高得多，一般OCL電路中功率管大都使用硅管。硅管飽和壓降大，電源電壓應考慮用得高一些。三極管工作在極限狀態，因此散熱措施也很重要。散熱片最好使用銅質或鋁質的。

（唐山市豐南職教中心）