功率放大器分類(lèi)圖文詳細(xì)介紹-KIA MOS管

功率放大器（Power Amplifier，PA，簡(jiǎn)稱(chēng)“功放”）是指在給定失真率條件下，能產(chǎn)生最大功率輸出以驅(qū)動(dòng)某一負(fù)載（例如揚(yáng)聲器）的放大器。功率放大器在整個(gè)音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個(gè)系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。

功率放大器分類(lèi)

功率放大器按照導(dǎo)通角度與效率可分類(lèi)為：

（1）甲類(lèi)（A類(lèi)）

甲類(lèi)功率放大器又稱(chēng)為A類(lèi)功率放大器（Class A），它是一種完全的線(xiàn)性放大形式的放大器。在純甲類(lèi)功率放大器工作時(shí)，晶體管的正負(fù)通道不論有或沒(méi)有信號(hào)都處于常開(kāi)狀態(tài)，這就意味著更多的功率消耗為熱量。

純甲類(lèi)功率放大器在汽車(chē)音響的應(yīng)用中比較少見(jiàn)，像意大利的Sinfoni高品質(zhì)系列才有這類(lèi)功率放大器。這是因?yàn)榧兗最?lèi)功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音響發(fā)燒友們對(duì)它的聲音表現(xiàn)津津樂(lè)道。

（2）乙類(lèi)（B類(lèi)）

乙類(lèi)功率放大器，也稱(chēng)為B類(lèi)功率放大器（Class B），它也被稱(chēng)為線(xiàn)性放大器，但是它的工作原理與純甲類(lèi)功率放大器完全不同。

B類(lèi)功放在工作時(shí)，晶體管的正負(fù)通道通常是處于關(guān)閉的狀態(tài)除非有信號(hào)輸入，也就是說(shuō)，在正相的信號(hào)過(guò)來(lái)時(shí)只有正相通道工作，而負(fù)相通道關(guān)閉，兩個(gè)通道絕不會(huì)同時(shí)工作，因此在沒(méi)有信號(hào)的部分，完全沒(méi)有功率損失。

但是在正負(fù)通道開(kāi)啟關(guān)閉的時(shí)候，常常會(huì)產(chǎn)生跨越失真，特別是在低電平的情況下，所以B類(lèi)功率放大器不是真正意義上的高保真功率放大器。在實(shí)際的應(yīng)用中，其實(shí)早期許多的汽車(chē)音響功放都是B類(lèi)功放，因?yàn)樗男时容^高。

（3）甲乙類(lèi)（AB類(lèi)）

甲乙類(lèi)功率放大器也稱(chēng)為AB類(lèi)功率放大器（Class AB），它是兼容A類(lèi)與B類(lèi)功放的優(yōu)勢(shì)的一種設(shè)計(jì)。

當(dāng)沒(méi)有信號(hào)或信號(hào)非常小時(shí)，晶體管的正負(fù)通道都常開(kāi)，這時(shí)功率有所損耗，但沒(méi)有A類(lèi)功放嚴(yán)重。當(dāng)信號(hào)是正相時(shí)，負(fù)相通道在信號(hào)變強(qiáng)前還是常開(kāi)的，但信號(hào)轉(zhuǎn)強(qiáng)則負(fù)通道關(guān)閉。當(dāng)信號(hào)是負(fù)相時(shí)，正負(fù)通道的工作剛好相反。

AB類(lèi)功率放大器的缺陷在于會(huì)產(chǎn)生交越失真，但是相對(duì)于它的效率比以及保真度而言，都優(yōu)于A類(lèi)和B類(lèi)功放，AB類(lèi)功放也是目前汽車(chē)音響中應(yīng)用最為廣泛的設(shè)計(jì)。

（4）丙類(lèi)（C類(lèi)）

C類(lèi)放大器主要特點(diǎn)是：晶體管僅在輸入信號(hào)每個(gè)周期的很短時(shí)間內(nèi)工作。電路工作時(shí)通常會(huì)給放大管提供一個(gè)負(fù)偏壓，以確保晶體管不會(huì)工作在乙類(lèi)狀態(tài)。

它的集電極負(fù)載不是電阻而是一個(gè)LC并聯(lián)諧振回路，所以C類(lèi)放大器也叫諧振放大電路。通過(guò)調(diào)節(jié)電容器的容值或電感器的感值從而達(dá)到選頻功能。C類(lèi)放大器的轉(zhuǎn)換效率極高，可以達(dá)到98%。

但是因?yàn)樨?fù)載是諧振電路，電路經(jīng)常工作在高頻狀態(tài)所以失真很大，因此C類(lèi)放大器并不適合作為音頻功率放大器，反而因?yàn)樗目蛇x頻率特性而被無(wú)線(xiàn)電界廣泛采用，所以通常作為射頻放大器、調(diào)諧放大器和倍頻器。

（5）D類(lèi)

D類(lèi)放大器與上述A，B或AB類(lèi)放大器不同，其工作原理基于開(kāi)關(guān)晶體管，可在極短的時(shí)間內(nèi)完全導(dǎo)通或完全截止。兩只晶體管不會(huì)在同一時(shí)刻導(dǎo)通，因此產(chǎn)生的熱量很少。

這種類(lèi)型的放大器效率極高（90%左右），在理想情況下可達(dá)100%，而相比之下AB類(lèi)放大器僅能達(dá)到78.5%。不過(guò)另一方面，開(kāi)關(guān)工作模式也增加了輸出信號(hào)的失真。D類(lèi)放大器的電路共分為三級(jí)：輸入開(kāi)關(guān)級(jí)、功率放大級(jí)以及輸出濾波級(jí)。

D類(lèi)放大器工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下可以采用脈寬調(diào)制（PWM）模式。利用PWM能將音頻輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)一個(gè)比較器將音頻信號(hào)與高頻三角波進(jìn)行比較，當(dāng)反相端電壓高于同相端電壓時(shí)，輸出為低電平；當(dāng)反相端電壓低于同相端電壓時(shí)，輸出為高電平。

在D類(lèi)放大器中，比較器的輸出與功率放大電路相連，功放電路采用金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）替代雙極型晶體管（BJT），這是由于前者具有更快的響應(yīng)時(shí)間，因而適用于高頻工作模式。D類(lèi)放大器需要兩只MOSFET，它們?cè)诜浅６痰臅r(shí)間內(nèi)可完全工作在導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)下。

當(dāng)一只MOSFET完全導(dǎo)通時(shí)，其管壓降很低；而當(dāng)MOSFET完全截止時(shí)，通過(guò)管子的電流為零。兩只MOSFET交替工作在導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)的開(kāi)關(guān)速度非常快，因而效率極高，產(chǎn)生的熱量很低，所以D類(lèi)放大器不需要很大的散熱器。

D類(lèi)功放還有其它許多的稱(chēng)法，如T類(lèi)等，它們都是D類(lèi)功放的一種變形。在實(shí)際應(yīng)用中，直到1980以后，由于MOSFET的出現(xiàn)，這種開(kāi)關(guān)式功放才得以迅速發(fā)展。在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中，雖然有高效率，但同時(shí)也有高失真，高噪聲以及較差的阻尼因素。隨著技術(shù)的發(fā)展，這類(lèi)缺陷將越來(lái)越少，估計(jì)未來(lái)D類(lèi)功放在汽車(chē)音響領(lǐng)域中會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

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