功放原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、作用詳解-KIA MOS管

功率放大器簡(jiǎn)稱功放，功率放大器是一種電子設(shè)備，用于將輸入信號(hào)放大到更大的電壓、電流或功率級(jí)別，以便驅(qū)動(dòng)更大的負(fù)載或產(chǎn)生更大的輸出功率。常用于音頻、無(wú)線電通信、雷達(dá)、聲吶、醫(yī)療設(shè)備和其他應(yīng)用中。

功放原理

功率放大器的工作原理是將輸入信號(hào)應(yīng)用到放大器的電路中，然后通過(guò)放大器的輸出部分產(chǎn)生放大后的信號(hào)。放大器的輸入信號(hào)可以是電壓、電流、功率或其他物理量。放大器的輸出信號(hào)通常是一個(gè)更強(qiáng)的電流、電壓或功率。

放大器的工作原理基于放大器的電路結(jié)構(gòu)和其所使用的電子元件的特性。功率放大器的核心是輸出晶體管，它是一種具有高電流放大能力的晶體管。

當(dāng)輸入信號(hào)被應(yīng)用到放大器的電路中時(shí)，輸出晶體管負(fù)責(zé)將信號(hào)放大。放大器的其他部分包括電容、電阻和電感等元件，用于匹配輸入信號(hào)和輸出負(fù)載阻抗，以確保信號(hào)能夠被正確地放大。

功放的工作方式

1、A類功放（又稱甲類功放）

A類功放輸出級(jí)中兩個(gè)（或兩組）晶體管永遠(yuǎn)處于導(dǎo)電狀態(tài)，也就是說(shuō)不管有無(wú)訊號(hào)輸入它們都保持傳導(dǎo)電流，并使這兩個(gè)電流等于交流電的峰值，這時(shí)交流在最大訊號(hào)情況下流入負(fù)載。

當(dāng)無(wú)訊號(hào)時(shí)，兩個(gè)晶體管各流通等量的電流，因此在輸出中心點(diǎn)上沒(méi)有不平衡的電流或電壓，故無(wú)電流輸入揚(yáng)聲器。當(dāng)訊號(hào)趨向正極，線路上方的輸出晶體管容許流入較多的電流，下方的輸出晶體管則相對(duì)減少電流，由于電流開始不平衡，于是流入揚(yáng)聲器而且推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。

A類功放的工作方式具有最佳的線性，每個(gè)輸出晶體管均放大訊號(hào)全波，完全不存在交越失真（Switching Distortion），即使不施用負(fù)反饋，它的開環(huán)路失真仍十分低，因此被稱為是聲音最理想的放大線路設(shè)計(jì)。

但這種設(shè)計(jì)有利有弊，A類功放放最大的缺點(diǎn)是效率低，因?yàn)闊o(wú)訊號(hào)時(shí)仍有滿電流流入，電能全部轉(zhuǎn)為高熱量。當(dāng)訊號(hào)電平增加時(shí)，有些功率可進(jìn)入負(fù)載，但許多仍轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊?

A類功放是重播音樂(lè)的理想選擇，它能提供非常平滑的音質(zhì)，音色圓潤(rùn)溫暖，高音透明開揚(yáng)，這些優(yōu)點(diǎn)足以補(bǔ)償它的缺點(diǎn)。A類功率功放發(fā)熱量驚人，為了有效處理散熱問(wèn)題，A類功放必須采用大型散熱器。

因?yàn)樗男实停╇娖饕欢ㄒ芴峁┏渥愕碾娏鳌Ｒ徊?5W的A類功放供電器的能力至少夠100瓦AB類功放使用。所以A類機(jī)的體積和重量都比AB類大，這讓制造成本增加，售價(jià)也較貴。一般而言，A類功放的售價(jià)約為同等功率AB類功放機(jī)的兩倍或更多。

2、B類功放（乙類功放）

B類功放放大的工作方式是當(dāng)無(wú)訊號(hào)輸入時(shí)，輸出晶體管不導(dǎo)電，所以不消耗功率。當(dāng)有訊號(hào)時(shí)，每對(duì)輸出管各放大一半波形，彼此一開一關(guān)輪流工作完成一個(gè)全波放大，在兩個(gè)輸出晶體管輪換工作時(shí)便發(fā)生交越失真，因此形成非線性。純B類功放較少，因?yàn)樵谟嵦?hào)非常低時(shí)失真十分嚴(yán)重，所以交越失真令聲音變得粗糙。B類功放的效率平均約為75%，產(chǎn)生的熱量較A類機(jī)低，容許使用較小的散熱器。

3、AB類功放

與前兩類功放相比，AB類功放可以說(shuō)在性能上的妥協(xié)。AB類功放通常有兩個(gè)偏壓，在無(wú)訊號(hào)時(shí)也有少量電流通過(guò)輸出晶體管。它在訊號(hào)小時(shí)用A類工作模式，獲得最佳線性，當(dāng)訊號(hào)提高到某一電平時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)為B類工作模式以獲得較高的效率。

普通機(jī)10瓦的AB類功放大約在5瓦以內(nèi)用A類工作，由于聆聽(tīng)音樂(lè)時(shí)所需要的功率只有幾瓦，因此AB類功放在大部分時(shí)間是用A類功放工作模式，只在出現(xiàn)音樂(lè)瞬態(tài)強(qiáng)音時(shí)才轉(zhuǎn)為B類。

這種設(shè)計(jì)可以獲得優(yōu)良的音質(zhì)并提高效率減少熱量，是一種頗為合乎邏輯的設(shè)計(jì)。有些AB類功放將偏流調(diào)得甚高，令其在更寬的功率范圍內(nèi)以A類工作，使聲音接近純A類機(jī)，但產(chǎn)生的熱量亦相對(duì)增加。

4、C類功放（丙類功放）

這類功放較少聽(tīng)說(shuō)，因?yàn)樗且环N失真非常高的功放，只適合在通訊用途上使用。C類機(jī)輸出效率特高，但不是HI-FI放大所適用。

5、D類功放（丁類功放）

這種設(shè)計(jì)亦稱為數(shù)碼功放。D類功放放大的晶體管一經(jīng)開啟即直接將其負(fù)載與供電器連接，電流流通但晶體管無(wú)電壓，因此無(wú)功率消耗。當(dāng)輸出晶體管關(guān)閉時(shí)，全部電源供應(yīng)電壓即出現(xiàn)在晶體管上，但沒(méi)有電流，因此也不消耗功率，故理論上的效率為百分之百。

D類功放放大的優(yōu)點(diǎn)是效率最高，供電器可以縮小，幾乎不產(chǎn)生熱量，因此無(wú)需大型散熱器，機(jī)身體積與重量顯著減少，理論上失真低、線性佳。但這種功放工作復(fù)雜，增加的線路本身亦難免有偏差，所以真正成功的產(chǎn)品甚少，售價(jià)也不便宜。

常見(jiàn)的D類功放結(jié)構(gòu)圖

功放電路圖

功率放大器的特點(diǎn)

1.高功率

2.低失真

3.高效能

4.廣泛應(yīng)用范圍

5.易于控制

6.熱效應(yīng)

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