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[摘 要]功率放大器主要是用于向负载提供足够大的信号功率的放大器，简称功放。与其它放大器没有本质的区别，只是功率放大器不是单纯的追求输出高电压和高电流，而是在电源一定的情况下，尽可能输出功率最大。本文就目前市面上常见的几种功率放大器进行了详细分析。
[关键词]功率放大器 静态工作点 功耗 失真
中图分类号：TP941 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0075-01
1、功率放大器的分类
根据晶体管工作在放大状态时的电压和电流大小（即晶体管的静态工作点的位置）的不同，可将功率放大器分为甲类、乙类、甲乙类、丙类、丁类等。
1.1甲类放大器就是给放大管加入合适的静态偏置电流使静态工作点Q一直位于晶体管的放大区（线性区），在整个周期内都有电流流过晶体管的电路。它可同时放大输入信号的正负半周，并且放大电路的电源始终给电路供电。甲类放大器是所有功率放大器中效率最低的电路，因此同等输出功率下甲类放大器体积大、发热量高，但甲类放大器又是所有放大器中线性最好的，失真度最小，一般多用于小信号低频无失真放大。甲类放大器的主要特点如下：
（1）在音响系统中，甲类功率放大器的音质最佳。在整个输入信号的周期内产生非线性失真度很小，这是甲类放大器的最大优点。
（2）信号在整个周期内用同一只晶体管来放大，在不产生非线性失真的情况下，放大器的输出功率受到了限制，故一般情况下该输出功率不可能做得很大。
（3）晶体管的静态工作电流比较大，在有无输入信号的情况下都消耗偏置电源能量，故静态功耗较大。
1.2.乙类（B类）放大器
乙类放大器是指三极管所加静态偏置电流为零，且用两只性能对称的三极管来分别放大信号的正、负半周。一个管子只能在信号的半个周期内导通，而在另外半个周期内截止，两个管子不能同时工作，最终在放大器的负载上将输出正、负半周信号合成一个完整的周期信号，即采用了互补式输出结构。
因为这种放大器没有给输出管加入静态工作偏置电流，静态工作点Q位于截止区，故它只能够放大半个周期内截止，两个管子不能同时工作，最终在放大器的负载上将输出正、负半周信号合成一个完整的周期信号，即采用了互补式输出结构。
因为这种放大器没有给输出管加入静态偏置电流，静态工作点q位于截止区，故它只能够放大半个周期的信号，非线性失真很大。同时因为晶体管的阀值电压（Ⅴth）的存在，当两个半周期的输出信号合并后应用于音频放大器电路中。但其静态工作Q位于截止区，在半个周期内可是用信号较大幅度的放大，故乙类放大器的效率高于甲类放大器，一般多用于宽带大功率放大或集成电路输出级放大。
1.3甲乙类（A.B）放大器
甲乙类放大器实质上是甲类和乙类特点的综合，给管子加入很小的静态偏置电流，即静态工作点Q稍高于截止区，使管子导通时间大于半个周期，可克服交越失真现象。而当放大电路中的三极管静态直流偏置电流大小或没有时，将形成乙类放大器，会产生交越失真。甲乙类放大器的主要特点如下；
这种放大器同乙类放大器一样，也是用两只三极管分别放大输入信号的正、负半周，不同在于给两只三极管加入了很小的静态偏置电流，使三极管稍进入放大区工作状态。
由于给三极管所加的静态直流偏置电流很小，故在没有输入信号时放大器对直流电源的消耗很小，即具有乙类放大器功耗小优点；同时加入的偏置电流克服了三极管阀值电压（VTH）产生的交越失真，又具有甲类放大器无非线性失真的优点。所以，甲乙类放大器具有甲类和乙类放大器的优点，同时又克服了两者的缺点，所以被广泛地应用于音频功率放大电路中。
1.4丙类（C）类放大器
丙类放大器是指晶体管导通时间小于半个周期的工作方式。丙类放大器的工作效率高于甲类和乙类放大器，其电流波形失真太大，只适合以调谐回路为负载的窄带放大。不能工作在视频电路中，一般多用于高频或射频放大如无线发射机中。
1.5丁类（D）放大器
丁类放大器也称开关放大器，其与上述甲、乙或甲乙类放大器不同，其工作原理基于开关晶体管，即断续的转换器件的开通状态，可在极短时间内完全导通或安全截止，其频率超过音频，适用于高频工作模式。因两只晶体管不会同时导通，故静态损耗很小。该类型的放大器体积小，效率极高（90﹪左右），在理想情况下可达100﹪.而且比之下甲乙类放大器最高仅能达到78.5﹪（∏/4）.不过，开关工作模式也会产生输出信号失真。可将D类放大器的高效率特性利用在电池作为电源的便携式设备中。
2.各自区别
2.1静态工作点Q
甲类放大器静态工作点Q在其线性区的中点，可保证输入信号在正、负半周期内线性放大，但在线性放大区内放大幅度有限；乙类功放的静态工作点Qwei位于截止区，使输入型号经放大管只能在半个周期内放大，而另半个周期截止，故在放大的半个周期内可使信号放大幅度增大；甲乙類功放的静态工作Q位于甲类与乙类之间，即在略高于截止区处，可使管子在大于半个周期内导通，信号放大幅度介于甲类与乙类之间；丙类静态工作点Q位于截止区下方，可使信号半个周期的一部分放大。
2.2静态功耗PC
甲类；由于Q点在放大区，所以晶体管会始终存在偏置电流供电，导致在有信号输入时，偏置电源能量一部分转换成输出的有用功率，一部分转换成热量的形式在电路中消耗；在没有信号输入时，电源能量消耗在电路内部，故存在较大的静态功耗PC.
乙类；Q点位于截止区，理论上晶体管没有静态偏置电流，PC=0；
甲乙类；由于Q点位于略高于截止区处，静态偏置电流很小，管子消耗的功率PC也较小，粗略情况下近似等于乙类功耗；
丙类；Q点位于截止区下方，理论上静态偏置电流为零PC=0 丁类；其工作原理基于开关晶体管，管子可在极短的时间内完成导通或完全截止，且两只晶体管系不会再同一时刻导通，故静态功耗很小。
2.3导通角￠（即根据放大器集电极电流导通时间划分）
甲类；￠=180°，在整个信号周期内，晶体管集电极电流IC—直导通。
乙类；￠=90°，在整个周期内，放大器两个晶体管轮流导通，各自导通半个周期，故集电极电流在半个周期内道通。
甲乙类；90°<￠<180°.静态工作点Q略高于截止区，导致晶体管在大于半周期又小于整个周期内导通。
丙类；￠<90°，Q点位于截止区下方，导致信号仅有半个周期中的一部分放大，故导通角小于半个周期。
丁类；￠=90°，管子工作于开关状态，可在极短的时间完全导通或完全截止。
2.4输出功率
甲类；由于存在较大的静态功耗PC，故能量转换效率很低，实际中一般不大于25﹪，且信号越小，效率越低。
乙类；由于没有偏置电流，且两管子轮流导通，故静态功耗PC=0能量转转换效率较高，，理论上可达78﹪，实际中效率一般在50﹪左右。
甲乙类；由于存在较小的偏置电流，故放大器在低电平驱动时，放大器为甲类工作状态，存在静态功耗；当提高驱动电平时，转为乙类工作，没有静态功耗。故它的输出效率比甲类高的多，比乙类稍低，约接近乙类效率。
丙类；丙类放大器的输出效率高于甲类和乙类放大器，一般效率可达85﹪.
丁类；管子工作状态在开关状态，放大器效率极高（90﹪左右）在理想情况下可达100﹪，故其产生的热量很低，不需要很大的散热器，是目前效率最高的放大器。
3.小结
本文就目前市面上常见的几种功率放大器的特点进行详细分析比较，并列举了各自的缺点。就目前使用的功率放大器的类别而言，甲类、甲乙类和乙类这三类传统的放大器扔覆盖着晶体管功率放大器的绝大多数，而未来丙类和丁类，尤其是丁类功率放大器以效率极高、发热少、体积小等优点将一步步走上应用领域，最终将取代线性功率放大器而成为主流。
參考文献
[1]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].晶体管高等教育出版社2002：470-483
[2]李伟文.功率放大电路探讨[J]湖南工业职业技术学院学报，2008.2
[3]鉴青，田源.D类放大器的选型指南[J].电子设计应用，200
[关键词]功率放大器 静态工作点 功耗 失真
中图分类号：TP941 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0075-01
1、功率放大器的分类
根据晶体管工作在放大状态时的电压和电流大小（即晶体管的静态工作点的位置）的不同，可将功率放大器分为甲类、乙类、甲乙类、丙类、丁类等。
1.1甲类放大器就是给放大管加入合适的静态偏置电流使静态工作点Q一直位于晶体管的放大区（线性区），在整个周期内都有电流流过晶体管的电路。它可同时放大输入信号的正负半周，并且放大电路的电源始终给电路供电。甲类放大器是所有功率放大器中效率最低的电路，因此同等输出功率下甲类放大器体积大、发热量高，但甲类放大器又是所有放大器中线性最好的，失真度最小，一般多用于小信号低频无失真放大。甲类放大器的主要特点如下：
（1）在音响系统中，甲类功率放大器的音质最佳。在整个输入信号的周期内产生非线性失真度很小，这是甲类放大器的最大优点。
（2）信号在整个周期内用同一只晶体管来放大，在不产生非线性失真的情况下，放大器的输出功率受到了限制，故一般情况下该输出功率不可能做得很大。
（3）晶体管的静态工作电流比较大，在有无输入信号的情况下都消耗偏置电源能量，故静态功耗较大。
1.2.乙类（B类）放大器
乙类放大器是指三极管所加静态偏置电流为零，且用两只性能对称的三极管来分别放大信号的正、负半周。一个管子只能在信号的半个周期内导通，而在另外半个周期内截止，两个管子不能同时工作，最终在放大器的负载上将输出正、负半周信号合成一个完整的周期信号，即采用了互补式输出结构。
因为这种放大器没有给输出管加入静态工作偏置电流，静态工作点Q位于截止区，故它只能够放大半个周期内截止，两个管子不能同时工作，最终在放大器的负载上将输出正、负半周信号合成一个完整的周期信号，即采用了互补式输出结构。
因为这种放大器没有给输出管加入静态偏置电流，静态工作点q位于截止区，故它只能够放大半个周期的信号，非线性失真很大。同时因为晶体管的阀值电压（Ⅴth）的存在，当两个半周期的输出信号合并后应用于音频放大器电路中。但其静态工作Q位于截止区，在半个周期内可是用信号较大幅度的放大，故乙类放大器的效率高于甲类放大器，一般多用于宽带大功率放大或集成电路输出级放大。
1.3甲乙类（A.B）放大器
甲乙类放大器实质上是甲类和乙类特点的综合，给管子加入很小的静态偏置电流，即静态工作点Q稍高于截止区，使管子导通时间大于半个周期，可克服交越失真现象。而当放大电路中的三极管静态直流偏置电流大小或没有时，将形成乙类放大器，会产生交越失真。甲乙类放大器的主要特点如下；
这种放大器同乙类放大器一样，也是用两只三极管分别放大输入信号的正、负半周，不同在于给两只三极管加入了很小的静态偏置电流，使三极管稍进入放大区工作状态。
由于给三极管所加的静态直流偏置电流很小，故在没有输入信号时放大器对直流电源的消耗很小，即具有乙类放大器功耗小优点；同时加入的偏置电流克服了三极管阀值电压（VTH）产生的交越失真，又具有甲类放大器无非线性失真的优点。所以，甲乙类放大器具有甲类和乙类放大器的优点，同时又克服了两者的缺点，所以被广泛地应用于音频功率放大电路中。
1.4丙类（C）类放大器
丙类放大器是指晶体管导通时间小于半个周期的工作方式。丙类放大器的工作效率高于甲类和乙类放大器，其电流波形失真太大，只适合以调谐回路为负载的窄带放大。不能工作在视频电路中，一般多用于高频或射频放大如无线发射机中。
1.5丁类（D）放大器
丁类放大器也称开关放大器，其与上述甲、乙或甲乙类放大器不同，其工作原理基于开关晶体管，即断续的转换器件的开通状态，可在极短时间内完全导通或安全截止，其频率超过音频，适用于高频工作模式。因两只晶体管不会同时导通，故静态损耗很小。该类型的放大器体积小，效率极高（90﹪左右），在理想情况下可达100﹪.而且比之下甲乙类放大器最高仅能达到78.5﹪（∏/4）.不过，开关工作模式也会产生输出信号失真。可将D类放大器的高效率特性利用在电池作为电源的便携式设备中。
2.各自区别
2.1静态工作点Q
甲类放大器静态工作点Q在其线性区的中点，可保证输入信号在正、负半周期内线性放大，但在线性放大区内放大幅度有限；乙类功放的静态工作点Qwei位于截止区，使输入型号经放大管只能在半个周期内放大，而另半个周期截止，故在放大的半个周期内可使信号放大幅度增大；甲乙類功放的静态工作Q位于甲类与乙类之间，即在略高于截止区处，可使管子在大于半个周期内导通，信号放大幅度介于甲类与乙类之间；丙类静态工作点Q位于截止区下方，可使信号半个周期的一部分放大。
2.2静态功耗PC
甲类；由于Q点在放大区，所以晶体管会始终存在偏置电流供电，导致在有信号输入时，偏置电源能量一部分转换成输出的有用功率，一部分转换成热量的形式在电路中消耗；在没有信号输入时，电源能量消耗在电路内部，故存在较大的静态功耗PC.
乙类；Q点位于截止区，理论上晶体管没有静态偏置电流，PC=0；
甲乙类；由于Q点位于略高于截止区处，静态偏置电流很小，管子消耗的功率PC也较小，粗略情况下近似等于乙类功耗；
丙类；Q点位于截止区下方，理论上静态偏置电流为零PC=0 丁类；其工作原理基于开关晶体管，管子可在极短的时间内完成导通或完全截止，且两只晶体管系不会再同一时刻导通，故静态功耗很小。
2.3导通角￠（即根据放大器集电极电流导通时间划分）
甲类；￠=180°，在整个信号周期内，晶体管集电极电流IC—直导通。
乙类；￠=90°，在整个周期内，放大器两个晶体管轮流导通，各自导通半个周期，故集电极电流在半个周期内道通。
甲乙类；90°<￠<180°.静态工作点Q略高于截止区，导致晶体管在大于半周期又小于整个周期内导通。
丙类；￠<90°，Q点位于截止区下方，导致信号仅有半个周期中的一部分放大，故导通角小于半个周期。
丁类；￠=90°，管子工作于开关状态，可在极短的时间完全导通或完全截止。
2.4输出功率
甲类；由于存在较大的静态功耗PC，故能量转换效率很低，实际中一般不大于25﹪，且信号越小，效率越低。
乙类；由于没有偏置电流，且两管子轮流导通，故静态功耗PC=0能量转转换效率较高，，理论上可达78﹪，实际中效率一般在50﹪左右。
甲乙类；由于存在较小的偏置电流，故放大器在低电平驱动时，放大器为甲类工作状态，存在静态功耗；当提高驱动电平时，转为乙类工作，没有静态功耗。故它的输出效率比甲类高的多，比乙类稍低，约接近乙类效率。
丙类；丙类放大器的输出效率高于甲类和乙类放大器，一般效率可达85﹪.
丁类；管子工作状态在开关状态，放大器效率极高（90﹪左右）在理想情况下可达100﹪，故其产生的热量很低，不需要很大的散热器，是目前效率最高的放大器。
3.小结
本文就目前市面上常见的几种功率放大器的特点进行详细分析比较，并列举了各自的缺点。就目前使用的功率放大器的类别而言，甲类、甲乙类和乙类这三类传统的放大器扔覆盖着晶体管功率放大器的绝大多数，而未来丙类和丁类，尤其是丁类功率放大器以效率极高、发热少、体积小等优点将一步步走上应用领域，最终将取代线性功率放大器而成为主流。
參考文献
[1]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].晶体管高等教育出版社2002：470-483
[2]李伟文.功率放大电路探讨[J]湖南工业职业技术学院学报，2008.2
[3]鉴青，田源.D类放大器的选型指南[J].电子设计应用，200