功率放大電路

簡介

在很多電子設備中，要求放大電路的輸出級能夠帶動某種負載，例如驅動儀表，使指針偏轉；驅動揚聲器，使之發聲；或驅動自動控制系統中的執行機構等。總之，要求放大電路有足夠大的輸出功率。這樣的放大電路統稱為功率放大電路。

性能指標

最大輸出功率
輸出功率：功率放大電路提供給負載的信號功率稱為輸出功率。
計算方法：輸入為正弦波且輸出基本不失真條件下，輸出功率是交流功率P_o=I_oU_o，I_o和U_o均為交流有效值。
最大輸出功率：是在電路參數確定的情況下負載上可能獲得的最大交流功率。

轉換效率η
轉換效率：功率放大電路的最大輸出功率和電源所提供的功率之比稱為轉換效率。
電源直流功率：其值等於電源輸出電流平均值及其電壓之積。
電晶體的極限參數：電晶體集電極最大電流ICM，最大管壓降U(BR)CEO，最大耗散功率PCM。
在選擇功率放管時，要特別注意極限參數的選擇，以保證管子安全工作。

基本原則

輸出功率大

要求輸出功率儘可能大為了獲得大的功率輸出，要求功放管的電壓和電流都有足夠大的輸出幅度，因此管子往往在接近極限運用狀態下工作。

效率要高

效率要高由於輸出功率大，因此直流電源消耗的功率也大，這就存在一個效率問題。所謂效率就是負載得到的有用信號功率和電源供給的直流功率的比值。這個比值越大，意味著效率越高。

非線性失真要小

非線性失真要求功率放大電路是在大信號下工作，所以不可避免地會產生非線性失真，而且同一功放管輸出功率越大，非線性失真往往越嚴重，這就使輸出功率和非線性失真成為一對主要矛盾。但是，在不同場合下，對非線性失真的要求不同，例如，在測量系統和電聲設備中，這個問題顯得重要，而在工業控制系統等場合中，則以輸出功率為主要目的，對非線性失真的要求就降為次要問題了。

散熱少

BJT的散熱問題在功率放大電路中，有相當大的功率消耗在管子的集電結上，使結溫和管殼溫度升高。為了充分利用允許的管耗而使管子輸出足夠大的功率，放大器件的散熱就成為一個重要問題。

參數選擇

在功率放大電路中，為了輸出較大的信號功率，管子承受的電壓要高，通過的電流要大，功率管損壞的可能性也就比較大，所以功率管的參數選擇與保護問題也不容忽視。

分析任務

功率放大電路的分析任務是：最大輸出功率、最高效率及功率三極體的安全工作參數。在分析方法上，由於管子處於大信號下工作，故通常採用圖解法。

工作狀態

甲類：在放大電路中，當輸入信號為正弦波時，若電晶體在信號的整個周期內均導通（即導通角θ=360°），則稱之工作在甲類狀態；
乙類：若電晶體僅在信號的正半周或負半周導通（即θ=180°），則稱之工作在乙類狀態；
甲乙類：若電晶體的導通時間大於半個周期且小於一個周期（即θ=180°~360°之間），則稱之工作在甲乙類狀態；