甲类功率放大器电路、特点及功率计算
(完整版)OCL,OTL,BTL,甲类,乙类,甲乙类各种放大电路的原理详解,优缺点分析,以及应用说明
OCL，OTL，BTL，甲类，乙类，甲乙类各种放大电路的原理详解，优缺点分析，以及应用说明清华大学张小斌（教授）一．OCL电路OCL（output capacitor less）的英文本意是说没有电容的输出级（这样可以使输出在低频时变得平滑），你一定认为这个称谓怪怪的，那是因为OCL不是最早的职业输出级电路而是最终的。
OTL（OCL从它发展而来）电路的标配有上一句所说的奇怪的电容。
OTL在后面谈论。
之所以说OCL是“最终的”是因为它是最迎合集成电路趋势的（集成电路中最容易制造的类型）。
OCL电路的基本形式如下图所示：它的最重要的特点是双电源，注意电源在集成电路中可不是什么难题。
正是这个双电源的结构特点让电容下岗了。
Ui作为输出信号，在正的时候T1管发生作用；在负的时候T2管发生作用。
于是能产生一个连续的输出，信号如右图所示。
但是，当信号的电压在-0.6V 到0.6V之间（以硅管为例），T1和T2管的导通就成了问题了，这种状况会造成信号输出的交越失真。
面对这个问题，我们只能设置合适的静态工作点，目的就是，在没有Ui时，T1和T2就已经微导通了，那么这个时候来一点点Ui就可以自由的让T1或T2导通。
这是个很有逻辑的想法。
见下面的电路：这个旨在消除交越失真的电路在从正电源+VCC经R1、D1、D2、R2到负电源——VCC 形成一个直流电流的旅行中，必然使T1和T2的两个基极之间产生电压，电压的大小等于两个二极管的压降之和。
这样T1和T2管就均处于微导通状态了。
这种结构稍显幼稚，我们在实际中喜欢采用（b）中的形式，学名Ube倍增电路（注意要是I2远大于Ib），意思是说，合理选择R3、R4的阻值，可以使Ub1、b2得到（1+R3/R4）Ube的直流电压。
为了增大T1和T2管的电流放大系数，减小前级的驱动电流，常采用复合管的架构，复合管前面已经由gemfield讨论过了。
现在就该讨论OTL的情况了，电路如下图：很明显的是，和OCL相比，它的特点是输出端多了个电容，而且是单电源供电。
甲类放大电路与乙类放大电路
甲类功率放大电路乃乙类推挽功率放大电路类别：网文精粹甲类功率放大电路图5-61是常用的单管甲类功率放大电路;与小信号变压器祸合放大器相似..图中;TI是输人变压器；R1、R2和凡可组成分压式电流负反馈偏置电路;建立和稳定晶体三极管的静态工作点；q是发射极旁路电容;C是交流通路电容；输入变压器T1次级的交流信号;通过电容器C和Q加到晶体三极管的发射结上；VT是做功率放大的晶体三极管；T2是输出变压器..在功率放大器中;为了使负载获得尽可能大的输出功率;功率放大器与负载之间要求阻抗匹配;通常采用输出变压器作为晶体三极管与负载之间的藕合元件..在如图5-61中所示的功率放大器中;输出变压器还起隔直流的作用;可避免功放管的静态工作电流通过扬声器引起声音失真.. 在制作单管功率放大器时;为使放大器能够可靠地工作;并获得尽可能大的输出功率;必须合理地选择静态工作点..此外;正确地设计输出变压器;是设计单管功率放大器的关键环节.. 2乙类推挽功率放大电路图5-62是变压器祸合乙类推挽功率放大电路;主要由两个特性相同的三极管VTI和VT2、一个输人变压器T1和一个输出变压器T2构成..输人变压器把前级的输出信号藕合到VTl和VT2的基极;输出变压器将VTI和VT2的集电极输出信号祸合到负载RL上..变压器中间抽头的目的是保证电路对称和起信号倒相作用;T2还兼有负载匹配作用.. 当有正弦信号u;输人时;通过输人变压器T1将使VTI和VT2的基极得到一个大小相等而极性相反的信号电压u c1和uc2o若在某一瞬间VTI次级上半绕组感应出来的电压使VTl的基极对公共端为正;则VT2的基极对公共端为负下半绕组的作用..于是VT1截止;vu导通..输出变压器'I Z的初级下半边绕组有集电极电流电流过;而上半边没有电流is;二0..同理;在u、的另一个半周;情况刚好相反..VT1导通;VT2截止;T2的初级上半边绕组有2 d流过;而下半边绕组2;z二0..这样;VTl和VT2轮流导通;￡ci和￡c2轮流通过孔的初级绕组;而且大小相等;相位相反..因而在T2次级将叠加出一个完整的正弦电流艺L..在乙类放大器中;由于晶体三极管特性曲线的非线性;使得两波形连接处会有非线性失真;特别是当晶体三极管为零偏置时会出现如图5-63所示的交越失真..为了消除交越失真;给晶体三极管加上一定的偏置UBB;如图5-64所示;使z ci十iCZ的波形衔接处没有交越失真..。
单管(甲类)功放
过 VG 点作直流负载线，与 IBQ 之交点， 得静态工作点 Q。
7.2.2 输出功率及效率
2．作交流负载线：RL = n2RL 结合以前学过的交流负载线的做 法 ，过 Q 点，作交流负载线 AB。 理想：非常贴近于安全工作区边 界而又不超过安全工作区的一条直线， 使Po最大。
3． 画 vCE、iC 波形： 加入信号后，输入信号电压足 够大，动态IB 在IB0～IB4之间，即 在 Q' ~Q " 两点之间移动。得正弦 信号的最大值分别为 Icm和 Vcem， 则功放管集电极输出功率为
1、对功放的要求：信号失真小；有足够的输出功率；效率高；散热性能好。
2．低频功率放大器按静态工作点的位置可以分： 甲类功放：Q 点在交流负载线的中点。 电路特点：输出波形无失真，但静态电流大，效 率低。 2. 乙类功放：Q 点在交流负载线和 IB = 0 输出特 性曲线交点。
1.
3.
甲乙类功放：Q 点在交流负载线上略高于乙类工 作点处。
n2 RL RL
N1 N2
是变压器的匝数比，
称为变比。
合理选择 n，可得管子最佳负载电阻 R'L。
[例 7.2.1] 图中，负载 RL = 8 ，晶体管集电极输出功率 Po=140 mW，集电 极电流 Ic = 31 mA。求：(1)输出变压器 T2 的初级等效电阻 R'L=？(2)要使负载 RL 获得理想的最大功率，T2 的变比 n =？
工程应用
1. 功率放大器有一部分电能消耗在功放管上，产生损耗使功放管发热，热的积 累将使晶体管性能恶化，甚至烧坏，为保证功放管安全可靠地工作，通常功 放管集电极有金属散热外壳，另外通常需要给功放管安装散热片和采取过载 保护措施。
甲类功放
甲类功放概述甲类功放（A类功放）输出级中两个（或两组）晶体管永远处于导电状态，也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这两个电流等于交流电的峰值，这时交流在最大讯号情况下流入负载。
当无讯号时，两个晶体管各流通等量的电流，因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压，故无电流输入扬声器。
当讯号趋向正极，线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流，下方的输出晶体管则相对减少电流，由于电流开始不平衡，于是流入扬声器而且推动扬声器发声。
甲类功放的工作方式具有最佳的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完全不存在交越失真（SwitchingDistortion），即使不施用负反馈，它的开环路失真仍十分低，因此被称为是声音最理想的放大线路设计。
但这种设计有利有弊，A类功放放最大的缺点是效率低，因为无讯号时仍有满电流流入，电能全部转为高热量。
当讯号电平增加时，有些功率可进入负载，但许多仍转变为热量。
特点甲类功放是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足以补偿它的缺点。
甲类功率功放发热量惊人，为了有效处理散热问题，甲类功放必须采用大型散热器。
因为它的效率低，供电器一定要能提供充足的电流。
一部25W 的甲类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用。
所以甲类机的体积和重量都比甲乙类大，这让制造成本增加，售价也较贵。
一般而言，甲类功放的售价约为同等功率甲乙类功放机的两倍或更多。
甲类功放声音上有饱满通透的优点，晶体管功率放大器是由三极管组成的，而三极管是由多组配对（N结及P结），这两个结构成的，当没有外加电压时是截止，只有在上面外加一个偏置电压并且高于它的门限电压，这个N/P结才会导通，有电流通过，三极管才开始工作。
甲类功放是把正向偏置定在最大输出功率的一半处，使功放在没有信号输入时也处于满负载工作状态，使得功放在整个信号周期内都导通都有电流输出。
甲类功放使三极管始终工作于线性区，因此甲类功放几乎无失真，听感上质感特别好，尤其是小信号时，整个声音通透细节丰富。
功放电路的特点比较甲类和乙类功放的不同之处
功放电路的特点比较甲类和乙类功放的不同之处甲类功放和乙类功放是两种常见的功放电路，它们在工作原理、效率和失真程度方面存在一些不同之处。
下面将详细比较甲类功放和乙类功放的特点。
1.工作原理：甲类功放是一种线性功放，工作原理基于晶体管或真空管将输入音频信号进行放大。
在输入信号的整个周期内，电流都会流过放大器的输出电路，同时输出信号的波形与输入信号波形一致，具有较低的失真。
乙类功放则通过将输入信号分为两个部分进行放大，一个部分负责处理正半周的信号，另一个部分负责处理负半周的信号。
在输出信号的大部分周期内，只有一个放大器是处于工作状态，因此乙类功放的效率较高。
然而，在信号过渡的时候，两个放大器将同时工作，可能导致输出信号中出现交叉失真。
2.效率：乙类功放的效率较高，可以达到70%到90%，而甲类功放的效率较低，一般只有5%到65%。
这是因为甲类功放在整个输入信号周期内都有电流流过输出电路，而乙类功放只在信号的一部分周期内有电流流过输出电路。
3.失真程度：乙类功放在信号的过渡期存在交叉失真，这会导致输出信号中出现高次谐波成分，从而引入失真。
甲类功放由于其线性的工作原理，失真较小，且主要为二次谐波。
4.音质：由于甲类功放的较低失真和线性特性，它通常被认为能够提供更高质量的音频放大。
乙类功放尽管效率较高，但由于交叉失真，可能会在输出信号中引入一些失真成分，从而降低音质。
5.电源要求：由于乙类功放的高效率，相对较低的功率消耗，因此它们对电源要求较低。
而甲类功放由于效率低，功率消耗相对较高，对电源要求较高。
综上所述，甲类功放和乙类功放在工作原理、效率、失真程度和音质等方面存在一些不同之处。
选择使用哪种类型的功放，需要根据具体的应用需求以及对音质和功耗的要求进行权衡。
mos甲类功率放大电路_解释说明以及概述
mos甲类功率放大电路解释说明以及概述1. 引言1.1 概述MOS甲类功率放大电路是一种常用的电子元件，它在许多领域中广泛应用。
本文将对MOS甲类功率放大电路进行深入解读和分析，以及探讨其应用场景和优势。
1.2 文章结构本文共包括五个主要部分：引言、MOS甲类功率放大电路的基本原理、设计与搭建MOS甲类功率放大电路的步骤和要点、实际应用案例分析与讨论，以及结论与展望。
在引言部分，我们将介绍本文的主题，并提供文章结构的概述。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解MOS甲类功率放大电路的工作原理和特点，并提供有关设计、搭建和调试此类电路的步骤和技巧。
此外，通过实际应用案例的分析，读者可以更好地理解该电路在不同领域中的具体应用情景。
接下来，我们将深入探讨MOS甲类功率放大电路的基本原理。
2. MOS甲类功率放大电路的基本原理2.1 MOS甲类功率放大电路的作用与应用场景MOS甲类功率放大电路是一种常见的功率放大电路，主要用于将输入信号的功率进行放大，并驱动负载以输出高功率信号。
它在各种领域中广泛应用，特别适合需要高效能、低失真、高保真度以及较大输出功率需求的电子设备。
下面将介绍该电路的工作原理和特点。
2.2 MOS甲类功率放大电路的工作原理解析MOS甲类功率放大电路由一个MOS管组成，该管在负载上产生需要被放大的信号。
其基本原理如下：当输入信号施加到控制极（即栅极）时，通过控制栅极结间接反型（有P导Amples）来控制D-S通道阻抗从而调整输出量。
当输入信号施加到栅极上时, 控制栅-源（G-S）结区反向偏置，形成了一个受控压阈扭挠稳定冶容且无偏差线性呈现出V贯线性比例过程，与控制栅源间反向压缩指数模型缺菊直线关系。
假设输入信号为正弦波，其通过MOS甲类功率放大电路后，输出信号也将是一个相同频率的放大正弦波。
2.3 MOS甲类功率放大电路的特点和优势分析MOS甲类功率放大电路具有以下特点和优势：1. 高效能：MOS甲类功率放大电路可以达到较高的效能，能够以最小的能耗实现较大的输出功率，从而提供高效能的工作性能。
功率放大器的分类及其参数
功率放大器的分类及其参数功率放大器（简称：功放）（Power Amplifier）功率放大器，顾名思义，是将功率放大的放大器。
进入微弱的信号，如话筒、VCD、微波等等送到前置放大电路，放大成足以推动功率放大器信号幅度，最后后级功率放大电路推动喇叭或其它设备，它最大的功用，是当成输出级（Output Stage）使用。
从另一个角度来看，它是在做大信号的电流放大，以达到功率放大的目的。
从广义上来说功率放大器不局限于音频放大，很多场合都会用到它，如射频、微波、激光等等。
功率放大器的分类：1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器（Class A），它是一种完全的线性放大形式的放大器。
在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的Sinfoni高品质系列才有这类功率放大器。
这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器，也称为B类功率放大器（Class B），它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。
B类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。
但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以B 类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。
在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放，因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器。
甲类,乙类和乙类功率放大器的区别
电子知识甲类(Class－A)放大器的输出晶体管(或电子管)的工作点在其线性部分中点，不论信号电平如何变化，它从电源取出的电流总是恒定不变，它是低效率的，用作声频放大时由于信号幅度不断变化，其实际效率不可能超过25％，可由单管或推挽工作。
甲类放大器的优点是无交越失真和开关失真，而且谐波分量中主要是偶次谐波，在听感上低音厚实、中音柔顺温暖、高音清晰利落、层次感好，十分讨人喜欢。
但一直因为耗电多，效率低，容易发热和对散热要求高而未能在大功率的放大器中得到广泛应用。
由于器件长期工作于大电流高温下，容易引起可靠性和寿命方面的问题，而且整机成本高，所以制造甲类功率放大器出名的厂家，现在已大多停止生产晶体管甲类功率放大器。
乙类(Class－B)放大器的偏置使推挽工作的晶体管（或电子管）在无驱动信号时，处于低电流状态，当加上驱动信号时，一对管子中的一只在半周期内电流上升，而另一只管子则趋向截止，到另一个半周时，情况相反，由于两管轮流工作，必须采用推挽电路才能放大完整的信号波形。
乙类放大器的优点是效率较高，理论上可达78％，缺点是失真较大。
甲乙类（Class－AB）放大器在低电平驱动时，放大器为甲类工作，当提高驱动电平时，转为乙类工作。
甲乙类放大器的长处在于它比甲类提高了小信号输入时的效率，随着输出功率的增大，效率也增高，虽然失真比甲类大，然而至今仍是应用最广泛的晶体管功率放大器程式，趋向是越来越多的采用高偏流的甲乙类，以减少低电平信号的失真。
IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法，是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准，它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数，非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。
IBIS本身只是一种文件格式，它说明在一标准IBIS文件中如何记录一个芯片驱动器和接收器不同参数，但并不说明这些被记录参数如何使用，这些参数需要由使用IBIS模型仿真工具来读取。
功放机电路图系列汇总（各类型功放电路图原理详细解析）
功放机电路图系列汇总（各类型功放电路图原理详细解析）甲类功放（A类功放）原理：甲类静态电流⼤，正负半周都是⼀只管⼦的电流在变，没有交越失真，效率低，⾳质好。
甲类（Class-A）放⼤器的输出晶体管（或电⼦管）的⼯作点在其线性部分中点，不论信号电平如何变化，它从电源取出的电流总是恒室不变，它是低效率的，⽤作声频放⼤时由于信号幅度不断变化，其实际效率不可能超过25%，可由单管或推挽⼯作。
甲类功放（A类功放）电路图：功放机电路图系列⼆（各类型功放电路图原理详细解析）⼄类功放（B类功放）原理：⼄类放⼤器的偏置使推挽⼯作的晶体管（或电⼦管）在⽆驱动信号时，处于低电流状态，当加上驱动信号时，⼀对管⼦中的⼀只半周期内电流上升，⽽另⼀只管⼦则趋向截⽌，到另⼀个半周期，情况相反，由于两管轮流⼯作，必须采⽤推挽电路才能⼤完整的信号波形。
⼄类功放（B类功放）电路图：功放机电路图系列⼆（各类型功放电路图原理详细解析）甲⼄类功放（AB类功放）原理：AB类功率放⼤器（ClassAB）也成为甲⼄类功率放⼤器，它是兼容A类与B类功放的优势的⼀种设计。
当没有信号或信号⾮常⼩时，晶体管的正负通道都常开，这时功率有所损耗，但没有A类功放严重。
当信号是正相时，负相通道在信号变强前还是常开的，但信号转强则负通道关闭。
当信号是负相时，正负通道的⼯作刚好相反。
甲⼄类功放（AB类功放）电路图：功放机电路图系列⼆（各类型功放电路图原理详细解析）丁类功放（D类功放）原理：D类功放是放⼤元件处于开关⼯作状态的⼀种放⼤模式。
⽆信号输⼊时放⼤器处于截⽌状态，不耗电。
⼯作时，靠输⼊信号让晶体管进⼊饱和状态，晶体管相当于⼀个接通的开关，把电源与负载直接接通。
理想晶体管因为没有饱和压降⽽不耗电，实际上晶体管总会有很⼩的饱和压降⽽消耗部分电能。
这种耗电只与管⼦的特性有关，⽽与信号输出的⼤⼩⽆关，所以特别有利于超⼤功率的场合。
丁类功放（D类功放）电路图：功放机电路图系列⼆（各类型功放电路图原理详细解析）前置放⼤器原理：讯号由输出⼊端⼦进⼊前级之后，利⽤电路板或隔离讯号线，将讯号引导⾄切换开关，切换开关负责切换输⼊的讯源，透过数个切换开关的搭配使⽤，也可以控制录⾳输出的讯源种类，讯号经过切换开关之后，再进⼊左右声道平衡控制电位器，⾳响使⽤的平衡电位器为特制的MN型。
A类、B类、AB类、C类、D类五种功率放大器
A类、B类、AB类、C类、D类五种功率放大器1、A类功放（又称甲类功放）A类功放输出级中两个（或两组）晶体管永远处于导电状态，也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这两个电流等于交流电的峰值，这时交流在最大讯号情况下流入负载。
当无讯号时，两个晶体管各流通等量的电流，因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压，故无电流输入扬声器。
当讯号趋向正极，线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流，下方的输出晶体管则相对减少电流，由于电流开始不平衡，于是流入扬声器而且推动扬声器发声。
A类功放的工作方式具有最佳的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完全不存在交越失真（Switching Distortion），即使不施用负反馈，它的开环路失真仍十分低，因此被称为是声音最理想的放大线路设计。
但这种设计有利有弊，A类功放放最大的缺点是效率低，因为无讯号时仍有满电流流入，电能全部转为高热量。
当讯号电平增加时，有些功率可进入负载，但许多仍转变为热量。
A类功放是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足以补偿它的缺点。
A类功率功放发热量惊人，为了有效处理散热问题，A类功放必须采用大型散热器。
因为它的效率低，供电器一定要能提供充足的电流。
一部25W 的A类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用。
所以A类机的体积和重量都比AB类大，这让制造成本增加，售价也较贵。
一般而言，A类功放的售价约为同等功率AB类功放机的两倍或更多。
2、B类功放（乙类功放）B类功放放大的工作方式是当无讯号输入时，输出晶体管不导电，所以不消耗功率。
当有讯号时，每对输出管各放大一半波形，彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大，在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真，因此形成非线性。
纯B类功放较少，因为在讯号非常低时失真十分严重，所以交越失真令声音变得粗糙。
B类功放的效率平均约为75%，产生的热量较A类机低，容许使用较小的散热器。
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甲类功率放大器电路、特点及功率计算
本文将介绍音频功率放大器的甲类放大器，包括甲类放大器的特点、功率计算以及单端甲类功率放大器电路图。
甲类功率放大器的特点音频功率放大器分为甲类放大器和乙类放大器。
甲类放大器由于用两只功率管分别担任正半周和负半周音频放大。
故声音大，音质好，失真小。
又称推挽放大。
被现在普遍使用。
乙类放大器用单管作半周放大，缺点是功率小，失真大，音质差，使用较少。
甲类功率放大器的功率计算甲类功放不存在交越失真，音频信号可以完整地传输。
甲类功放是发烧友追求的目标。
一部甲类功放，一其输出功率是多少？功率损耗是多少？这些都是甲类功放制作的前期理论计算。
甲类功放多采用NPN 与PNP 配对的推挽式工作方式。
推挽式甲类功放电路，可以看成是由2 个单管式甲类射极器组成。
正电源的NPN 管与负电源的PNP 管分别工作于甲类状态，对整个音频信号进行放大。
输出到音箱。
推挽式甲类功放在进行组装调试前一定要知道，做多大的功率？需要多大静态电流？供应电流是多少？损耗是多少？这方面的资料难寻。
有些生产厂家在甲类功放上标示的功率是不是真有这么大？购买者都想核实。
如何达到以上目标呢？
这就需要对推挽式甲类功放进行理论分析。
图1 是甲类推挽式功放输出电路，这个输出电路可以分解成图2。
图1 甲类推挽式功放输出电路
图2 输出电路分解图
从图2 可知，喇叭所获得的电流是由NPN 和PNP 三极管分别提供的。
NPN。