共射極放大器是最常用的放大器類(lèi)型，因?yàn)樗鼈兛梢跃哂蟹浅４蟮碾妷涸鲆?/p>

共用發(fā)射極（CE）放大器設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生大的輸出電壓擺幅。相對(duì)較小的輸入信號(hào)電壓僅為幾毫伏，主要用作前面教程中所見(jiàn)的“小信號(hào)放大器”。

然而，有時(shí)需要一個(gè)放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)大電阻負(fù)載，例如揚(yáng)聲器或驅(qū)動(dòng)機(jī)器人中的電機(jī)以及需要高開(kāi)關(guān)電流的這些類(lèi)型的應(yīng)用功率放大器。

功率放大器的主要功能，也被稱(chēng)為“大信號(hào)放大器”的是輸出功率，功率是負(fù)載的電壓和電流的乘積?；旧瞎β史糯笃饕彩请妷悍糯笃?，不同之處在于連接到輸出的負(fù)載電阻相對(duì)較低，例如4Ω或8Ω的揚(yáng)聲器導(dǎo)致高電流流過(guò)晶體管的集電極。

由于這些高負(fù)載電流，用于功率放大器輸出級(jí)的輸出晶體管（如2N3055）需要具有比用于小型信號(hào)放大器（如BC107）的通用電壓更高的額定電壓和額定功率。

由于我們有興趣為負(fù)載提供最大交流電源，同時(shí)消耗電源可能的最小直流電源，我們主要關(guān)注的是放大器的“轉(zhuǎn)換效率”。

然而，其中一個(gè)功率放大器尤其是A類(lèi)放大器的主要缺點(diǎn)是它們的整體轉(zhuǎn)換效率非常低，因?yàn)榇箅娏饕馕吨詿崃康男问綋p失了相當(dāng)大的功率。放大器的百分比效率定義為r.m.s.負(fù)載消耗的輸出功率除以供電電源的總直流功率，如下所示。

功率放大器效率

其中：

η％ - 是效率放大器。

Pout - 輸出到負(fù)載的放大器輸出功率。

Pdc - 取自的直流功率供電。

對(duì)于功率放大器，放大器電源的設(shè)計(jì)非常重要，可為輸出信號(hào)提供最大可用的連續(xù)功率。

A類(lèi)放大器

最常用的功率放大器配置類(lèi)型是A類(lèi)放大器。 A類(lèi)放大器是最簡(jiǎn)單的功率放大器形式，在標(biāo)準(zhǔn)的共發(fā)射極電路配置中使用單個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管，如前所述，產(chǎn)生反相輸出。晶體管始終偏置為“ON”，以便在輸入信號(hào)波形的一個(gè)完整周期內(nèi)導(dǎo)通，從而產(chǎn)生最小失真和輸出信號(hào)的最大幅度。

這意味著A類(lèi)放大器配置是理想的工作模式，因?yàn)榧词乖谥芷诘呢?fù)半周期間，輸出波形也不會(huì)出現(xiàn)交叉或關(guān)斷失真。 A類(lèi)功率放大器輸出級(jí)可以使用單個(gè)功率晶體管或連接在一起的晶體管對(duì)來(lái)共享高負(fù)載電流?？紤]下面的A類(lèi)放大器電路。

單級(jí)放大器電路

這是最簡(jiǎn)單的A類(lèi)功率放大器電路。它在輸出級(jí)使用單端晶體管，電阻負(fù)載直接連接到集電極端子。當(dāng)晶體管“接通”時(shí)，它會(huì)通過(guò)集電極吸收輸出電流，導(dǎo)致發(fā)射極電阻上不可避免的電壓降，從而限制了負(fù)輸出能力。

此類(lèi)電路的效率非常低（低于30％）并提供小功率輸出，用于直流電源的大量消耗。即使沒(méi)有輸入輸入信號(hào)，A類(lèi)放大器級(jí)也會(huì)傳遞相同的負(fù)載電流，因此輸出晶體管需要大量的散熱器。

然而，另一種簡(jiǎn)單的方法是增加電路的電流處理能力。同時(shí)獲得更大的功率增益是用達(dá)林頓晶體管代替單輸出晶體管。這些類(lèi)型的器件基本上是單個(gè)封裝內(nèi)的兩個(gè)晶體管，一個(gè)小“導(dǎo)頻”晶體管和另一個(gè)較大的“開(kāi)關(guān)”晶體管。這些器件的最大優(yōu)點(diǎn)是輸入阻抗適當(dāng)大，而輸出阻抗相對(duì)較低，從而降低了功率損耗，從而降低了開(kāi)關(guān)器件內(nèi)的熱量。

達(dá)林頓晶體管配置

總體電流增益 Beta（β）或 hfe 值達(dá)林頓器件的乘積是晶體管的兩個(gè)單獨(dú)增益相乘的乘積，與單個(gè)晶體管電路相比，非常高的β值以及高集電極電流是可能的。

為了提高A類(lèi)放大器的全部功率效率，可以設(shè)計(jì)直接在集電極電路中連接變壓器的電路，形成一個(gè)稱(chēng)為變壓器耦合放大器的電路。變壓器通過(guò)使用變壓器的匝數(shù)比（ n ）匹配負(fù)載的阻抗和放大器輸出的阻抗來(lái)提高放大器的效率，下面給出了一個(gè)例子。

變壓器耦合放大器電路

作為收集器電流， Ic 由于基極電流的變化，由基極偏置電壓的變化降低到靜態(tài)Q點(diǎn)以下，變壓器磁芯中的磁通量坍塌導(dǎo)致變壓器初級(jí)繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這導(dǎo)致瞬時(shí)集電極電壓上升到電源電壓的兩倍 2Vcc ，當(dāng)集電極電壓處于其最小值時(shí)，給出最大集電極電流兩倍 Ic 。那么這種A類(lèi)放大器配置的效率可以計(jì)算如下。

r.m.s.收集器電壓如下：

r.m.s.收集器電流為：

r.m.s.因此，輸送到負(fù)載（Pac）的功率為：

從電源（Pdc）獲取的平均功率由下式給出：

因此變壓器耦合的A類(lèi)放大器的效率如下：

輸出變壓器通過(guò)匹配負(fù)載的阻抗與放大器輸出阻抗的阻抗來(lái)提高放大器的效率。通過(guò)使用具有合適匝數(shù)比的輸出或信號(hào)變壓器，A類(lèi)放大器的效率可達(dá)到40％，大多數(shù)商用A類(lèi)功率放大器都屬于這種配置。

然而，變壓器是一種電感器件，因?yàn)樗睦@組和磁芯因此最好避免在放大器開(kāi)關(guān)電路中使用電感元件，因?yàn)槿魏畏措妱?dòng)勢(shì)都可能在沒(méi)有足夠保護(hù)的情況下?lián)p壞晶體管。

這也是一個(gè)很大的缺點(diǎn)。類(lèi)型的變壓器耦合等級(jí)A放大器電路是所需音頻變壓器的額外成本和尺寸。

放大器給出的“等級(jí)”或類(lèi)別的類(lèi)型實(shí)際上取決于導(dǎo)通角，部分輸入波形周期的360 o ，其中晶體管導(dǎo)通。在A類(lèi)放大器中，導(dǎo)通角為輸入信號(hào)的整個(gè)360 o 或100％，而在其他放大器類(lèi)別中，晶體管在較小的導(dǎo)通角期間導(dǎo)通。

通過(guò)在輸出級(jí)使用兩個(gè)互補(bǔ)晶體管，其中一個(gè)晶體管為NPN或N溝道類(lèi)型而另一個(gè)晶體管為PNP或者可以獲得比A類(lèi)放大器更大的功率輸出和效率 P溝道（補(bǔ)碼）類(lèi)型以所謂的“推挽”配置連接。

這種類(lèi)型的功率放大器配置通常稱(chēng)為B類(lèi)放大器，并且我們將在下一個(gè)教程中介紹另一種類(lèi)型的音頻放大器電路。