发布时间:2025-01-28 11:57:52
A类放大器是常用的功率放大器配置类型。它使用单个开关晶体管在标准共发射极电路中产生反相输出,晶体管始终偏置为“ON”,在输入信号波形的一个完整周期内导通,以产生最小失真和最大幅度输出信号。这使得A类放大器配置成为理想的工作模式,即使在周期的负半部分,输出波形也不会出现交叉或关断失真。
A类功率放大器输出级可以使用单个功率晶体管或连接在一起的晶体管对来共享高负载电流。单级放大电路是最简单的甲类功放电路,使用单端晶体管,电阻负载直接连接到集电极端子。然而,这类电路的效率非常低,为直流电源的大量消耗提供小功率输出,且即使没有施加输入信号,A类放大器级也会通过相同的负载电流,因此输出晶体管需要较大的散热器。
为增加电流处理能力并获得更大功率增益,可以使用达林顿晶体管代替单输出晶体管。这些器件在单个封装内包含两个晶体管,一个“试验”晶体管和一个“开关”晶体管。达林顿器件的总电流增益Beta (β) 或hfe值是晶体管的两个单独增益相乘的乘积,与单个晶体管电路相比,非常高的β值和高集电极电流是可能的。
为了提高A类放大器的全功率效率,可以设计电路,将变压器直接连接在集电极电路中,形成称为变压器耦合放大器的电路。通过使用变压器的匝数比 (n)使负载的阻抗与放大器输出的阻抗相匹配,从而提高了放大器的效率。输出变压器通过将负载阻抗与放大器输出阻抗匹配来提高效率。使用具有合适匝数比的输出或信号变压器,A类放大器的效率可以达到40%,而大多数市售的A类功率放大器都属于这种类型的配置。
然而,由于变压器的绕组和磁芯,变压器是一种感应装置,因此最好避免在放大器开关电路中使用感应元件,因为产生的任何反电动势都可能在没有足够保护的情况下损坏晶体管。这种类型的变压器耦合A类放大器电路的另一个大缺点是所需的音频变压器的额外成本和尺寸。
放大器的“类别”类型或分类实际上取决于导通角,即晶体管在其中导通的输入波形周期的360度部分。在A类放大器中,导通角是输入信号的360度或100%,而在其他放大器类别中,晶体管在较小的导通角期间导通。
通过在输出级使用两个互补晶体管,一个晶体管为NPN或N沟道型,另一个晶体管为PNP或P沟道型,可以获得比A类放大器更大的功率输出和效率。