什么是功率(lv)(lv)放(fang)大(da)器?功率(lv)(lv)放(fang)大(da)器，簡稱“功放(fang)”，是指在(zai)給定失真率(lv)(lv)條件(jian)下，能產生最大(da)功率(lv)(lv)輸出以驅(qu)動(dong)某(mou)一負載的放(fang)大(da)器。

　　甲類(lei)工(gong)作(zuo)(zuo)狀態：整個工(gong)作(zuo)(zuo)周期(qi)內(nei)晶體(ti)管的(de)(de)(de)集(ji)電極(ji)電流始終是流通的(de)(de)(de)，放大(da)器的(de)(de)(de)效率最低(di)，帶(dai)來的(de)(de)(de)是非線性失(shi)真度(du)比(bi)(bi)較小。一(yi)般(ban)用(yong)于對失(shi)真比(bi)(bi)較敏感的(de)(de)(de)場合(he)，比(bi)(bi)如HI-FI音響。

　　乙類(lei)工(gong)作(zuo)狀態(tai)：半個(ge)周期(qi)工(gong)作(zuo)另半個(ge)周期(qi)截止，乙類(lei)工(gong)作(zuo)狀態(tai)也稱(cheng)為(wei)B類(lei)工(gong)作(zuo)狀態(tai)。兩只互補的晶體(ti)管推挽工(gong)作(zuo)，效率比甲類(lei)功放(fang)高，但存在交越(yue)失真的問題，一般功率放(fang)大器采(cai)用這(zhe)種形式。

　　甲乙類工作(zuo)狀態：它是介(jie)于甲類和乙類之間(jian)的(de)(de)工作(zuo)狀態，即晶(jing)體管工作(zuo)周期大(da)于一半，這種功放的(de)(de)特(te)性介(jie)于甲類和乙類。

　　丙(bing)(bing)類工(gong)作(zuo)狀(zhuang)(zhuang)態：這(zhe)種狀(zhuang)(zhuang)態下，晶體管工(gong)作(zuo)的時間小于半(ban)個周期，丙(bing)(bing)類工(gong)作(zuo)狀(zhuang)(zhuang)態又稱為C類工(gong)作(zuo)狀(zhuang)(zhuang)態，丙(bing)(bing)類功(gong)放(fang)(fang)一般用于高頻的諧振功(gong)放(fang)(fang)。

　　丁類工作(zuo)狀態(tai)(tai)：把(ba)聲音信(xin)(xin)號調制為PWM形式，晶體管工作(zuo)在開(kai)關狀態(tai)(tai)，輸出端通過LC濾波器恢復信(xin)(xin)號波形。效(xiao)率(lv)(lv)高(gao)，高(gao)頻特性差，用(yong)于小型(xing)化電池供電以及要(yao)求高(gao)效(xiao)率(lv)(lv)的場合。

　　根據工(gong)作狀態的不同，功(gong)率(lv)放大器分類如(ru)下：

　　傳統(tong)線(xian)性(xing)功(gong)率放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)頻率很(hen)高，但(dan)相對頻帶(dai)較(jiao)窄(zhai)，射(she)(she)頻功(gong)率放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)一(yi)般都采(cai)用選頻網絡作(zuo)為負載回(hui)路(lu)。射(she)(she)頻功(gong)率放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)可(ke)以按照電(dian)流導(dao)通(tong)(tong)角(jiao)的(de)(de)(de)不(bu)同，分為甲?(A)、乙(yi)(B)、丙(C)三類(lei)工(gong)(gong)作(zuo)狀態(tai)。甲類(lei)放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)電(dian)流的(de)(de)(de)導(dao)通(tong)(tong)角(jiao)為360°，適(shi)用于小(xiao)信號低功(gong)率放(fang)(fang)大(da)(da)，乙(yi)類(lei)放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)電(dian)流的(de)(de)(de)導(dao)通(tong)(tong)角(jiao)等(deng)于180°，丙類(lei)放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)電(dian)流的(de)(de)(de)導(dao)通(tong)(tong)角(jiao)則小(xiao)于180°。乙(yi)類(lei)和丙類(lei)都適(shi)用于大(da)(da)功(gong)率工(gong)(gong)作(zuo)狀態(tai)，丙類(lei)工(gong)(gong)作(zuo)狀態(tai)的(de)(de)(de)輸出功(gong)率和效率是三種工(gong)(gong)作(zuo)狀態(tai)中最(zui)高的(de)(de)(de)。射(she)(she)頻功(gong)率放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)大(da)(da)多(duo)工(gong)(gong)作(zuo)于丙類(lei)，但(dan)丙類(lei)放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)的(de)(de)(de)電(dian)流波(bo)形(xing)失真(zhen)太(tai)大(da)(da)，只(zhi)能用于采(cai)用調(diao)諧回(hui)路(lu)作(zuo)為負載諧振功(gong)率放(fang)(fang)大(da)(da)。由于調(diao)諧回(hui)路(lu)具(ju)有濾波(bo)能力，回(hui)路(lu)電(dian)流與(yu)電(dian)壓仍然接近于正弦波(bo)形(xing)，失真(zhen)很(hen)小(xiao)。

　　開關(guan)型(xing)功率(lv)放(fang)(fang)大(da)器(qi)(Switching?Mode?PA，SMPA)，使電子(zi)器(qi)件工(gong)作于(yu)開關(guan)狀(zhuang)態，常見(jian)的(de)有丁(D)類(lei)放(fang)(fang)大(da)器(qi)和戊(E)類(lei)放(fang)(fang)大(da)器(qi)，丁類(lei)放(fang)(fang)大(da)器(qi)的(de)效(xiao)率(lv)高于(yu)丙類(lei)放(fang)(fang)大(da)器(qi)。SMPA將有源晶體管驅動為(wei)開關(guan)模式，晶體管的(de)工(gong)作狀(zhuang)態要(yao)么(me)是開，要(yao)么(me)是關(guan)，其電壓和電流的(de)時域(yu)波形(xing)不存在交疊現象，所以(yi)是直流功耗為(wei)零，理想的(de)效(xiao)率(lv)能達到100%。

　　傳統線性功率(lv)放(fang)大器(qi)具(ju)有(you)較(jiao)高的增益和(he)線性度但(dan)效(xiao)率(lv)低，而(er)開關型功率(lv)放(fang)大器(qi)具(ju)有(you)很高的效(xiao)率(lv)和(he)高輸出(chu)功率(lv)，但(dan)線性度差。

　　電路組成

　　放(fang)大器(qi)有(you)不同類型，簡化之，放(fang)大器(qi)的電路(lu)可以由(you)以下幾個部分組成：晶體管、偏置(zhi)及穩定(ding)電路(lu)、輸(shu)入(ru)輸(shu)出匹(pi)配電路(lu)。

　　1、晶體管

　　晶體(ti)管(guan)有(you)很多(duo)種(zhong)，包括當前還有(you)多(duo)種(zhong)結構(gou)的(de)(de)晶體(ti)管(guan)被(bei)發明出來。本質上(shang)，晶體(ti)管(guan)的(de)(de)工作都是(shi)表(biao)現(xian)為一個受控(kong)的(de)(de)電流(liu)源或電壓源，其工作機制是(shi)將不(bu)含內容的(de)(de)直流(liu)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉化為“有(you)用的(de)(de)”輸出。直流(liu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)乃是(shi)從外(wai)界獲得，晶體(ti)管(guan)加以消耗，并轉化成(cheng)有(you)用的(de)(de)成(cheng)分。不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)晶體(ti)管(guan)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)“能(neng)(neng)(neng)力”，比(bi)(bi)如其承受功率的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力有(you)區別，這也是(shi)因(yin)為其能(neng)(neng)(neng)獲取的(de)(de)直流(liu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力不(bu)同(tong)(tong)所致;比(bi)(bi)如其反應(ying)速度不(bu)同(tong)(tong)，這決定它(ta)能(neng)(neng)(neng)工作在多(duo)寬多(duo)高(gao)的(de)(de)頻(pin)帶上(shang);比(bi)(bi)如其面向(xiang)輸入(ru)、輸出端(duan)的(de)(de)阻抗不(bu)同(tong)(tong)，及對(dui)外(wai)的(de)(de)反應(ying)能(neng)(neng)(neng)力不(bu)同(tong)(tong)，這決定了(le)給它(ta)匹配的(de)(de)難易程度。

　　2、偏置(zhi)電路(lu)及穩定電路(lu)

　　偏置和穩(wen)定電路(lu)是(shi)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)(tong)的電路(lu)，但(dan)因(yin)為他們(men)往(wang)往(wang)很難(nan)區分，且設計目標趨同(tong)(tong)，所以可以放在一起討論。

　　晶體(ti)管的工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)需(xu)要在一(yi)定(ding)的偏置(zhi)(zhi)條件下，我們稱(cheng)之為靜態工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)點(dian)。這是晶體(ti)管立足的根本，是它自身(shen)的“定(ding)位(wei)(wei)”。每個(ge)晶體(ti)管都給(gei)自己(ji)進行了(le)(le)一(yi)定(ding)的定(ding)位(wei)(wei)，其定(ding)位(wei)(wei)不同將決定(ding)了(le)(le)它自身(shen)的工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)模式，在不同的定(ding)位(wei)(wei)上也存(cun)在著不同的性(xing)能表現。有些定(ding)位(wei)(wei)點(dian)上起伏較(jiao)(jiao)小(xiao)，適合于小(xiao)信號工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo);有些定(ding)位(wei)(wei)點(dian)上起伏較(jiao)(jiao)大(da)，適合于大(da)功(gong)率輸(shu)出(chu);有些定(ding)位(wei)(wei)點(dian)上索取較(jiao)(jiao)少，釋(shi)放純粹，適合于低噪聲工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo);有些定(ding)位(wei)(wei)點(dian)，晶體(ti)管總是在飽和(he)和(he)截(jie)至之間(jian)徘徊，處于開關(guan)狀態。一(yi)個(ge)恰當的偏置(zhi)(zhi)點(dian)，是正常工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)的礎。在設計寬帶功(gong)率放大(da)器時，或工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)頻率較(jiao)(jiao)高時，偏置(zhi)(zhi)電(dian)路(lu)(lu)對(dui)電(dian)路(lu)(lu)性(xing)能影響較(jiao)(jiao)大(da)，此時應(ying)把(ba)偏置(zhi)(zhi)電(dian)路(lu)(lu)作(zuo)(zuo)為匹配電(dian)路(lu)(lu)的一(yi)部分(fen)考(kao)慮。

　　偏置(zhi)網(wang)(wang)(wang)絡有兩大類型，無源網(wang)(wang)(wang)絡和有源網(wang)(wang)(wang)絡。無源網(wang)(wang)(wang)絡(即自偏置(zhi)網(wang)(wang)(wang)絡)通常由(you)電(dian)阻網(wang)(wang)(wang)絡組成，為(wei)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)提供合適(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)電(dian)壓(ya)和電(dian)流。它的(de)(de)(de)(de)(de)主要缺陷是對晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)參數變化(hua)十分敏感，并且溫度穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)較差。有源偏置(zhi)網(wang)(wang)(wang)絡能改善靜態(tai)工作(zuo)點的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)，還能提高良好的(de)(de)(de)(de)(de)溫度穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)，但它也存在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)些問題，如增(zeng)加(jia)了(le)電(dian)路(lu)尺寸、增(zeng)加(jia)了(le)電(dian)路(lu)排版(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)難度以(yi)及增(zeng)加(jia)了(le)功(gong)率消耗。穩(wen)定(ding)(ding)(ding)電(dian)路(lu)一(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)(ding)要在(zai)(zai)(zai)匹(pi)配電(dian)路(lu)之(zhi)前，因為(wei)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)需要將穩(wen)定(ding)(ding)(ding)電(dian)路(lu)作(zuo)為(wei)自身的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)部分存在(zai)(zai)(zai)，再(zai)與(yu)外(wai)界(jie)接觸。在(zai)(zai)(zai)外(wai)界(jie)看來(lai)，加(jia)上穩(wen)定(ding)(ding)(ding)電(dian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)，是一(yi)(yi)(yi)個(ge)“全新的(de)(de)(de)(de)(de)”晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)。它做(zuo)出一(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)“犧牲”，獲得了(le)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)。穩(wen)定(ding)(ding)(ding)電(dian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)機制(zhi)能夠(gou)保證晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)順利而穩(wen)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)運轉。

　　3、輸(shu)(shu)入(ru)輸(shu)(shu)出匹配電(dian)路(lu)

　　匹配(pei)(pei)電路(lu)的(de)目(mu)的(de)是在選擇(ze)一種(zhong)(zhong)接(jie)(jie)受(shou)的(de)方式。對于(yu)那(nei)些(xie)想提供更(geng)(geng)大增益的(de)晶(jing)體(ti)管(guan)(guan)來說(shuo)，其途徑是全(quan)盤的(de)接(jie)(jie)受(shou)和輸出。這意味著通過匹配(pei)(pei)電路(lu)這一個(ge)接(jie)(jie)口(kou)，不(bu)同的(de)晶(jing)體(ti)管(guan)(guan)之(zhi)間(jian)溝通更(geng)(geng)加(jia)順暢，對于(yu)不(bu)同種(zhong)(zhong)的(de)放大器類(lei)型(xing)來說(shuo)，匹配(pei)(pei)電路(lu)并不(bu)是只有“全(quan)盤接(jie)(jie)受(shou)”一種(zhong)(zhong)設計方法。一些(xie)直流小、根(gen)基淺的(de)小型(xing)管(guan)(guan)，更(geng)(geng)愿意在接(jie)(jie)受(shou)的(de)時(shi)候做一定的(de)阻擋(dang)，來獲取更(geng)(geng)好的(de)噪聲性能(neng)(neng)，然而(er)(er)不(bu)能(neng)(neng)阻擋(dang)過了頭，否則會影響其貢獻(xian)。而(er)(er)對于(yu)一些(xie)巨型(xing)功率管(guan)(guan)，則需(xu)要在輸出時(shi)謹小慎(shen)微，因(yin)為他(ta)(ta)們更(geng)(geng)不(bu)穩定，同時(shi)，一定的(de)保留有助于(yu)他(ta)(ta)們發揮出更(geng)(geng)多的(de)“不(bu)扭曲的(de)”能(neng)(neng)量。

　　典型的(de)阻抗匹(pi)配(pei)(pei)(pei)網(wang)絡(luo)有L匹(pi)配(pei)(pei)(pei)、π形(xing)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)和(he)(he)T形(xing)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)。其中L匹(pi)配(pei)(pei)(pei)，其特點就是(shi)結(jie)構簡單(dan)且只有兩個自由(you)度(du)L和(he)(he)C。一旦(dan)確(que)定了阻抗變換比率(lv)和(he)(he)諧振頻率(lv)，網(wang)絡(luo)的(de)Q值(帶(dai)寬)也就確(que)定了。

　　π形(xing)匹配(pei)網(wang)絡(luo)(luo)的(de)一個(ge)優點(dian)就是不管什么樣(yang)的(de)寄(ji)(ji)生(sheng)電(dian)容，只要連接(jie)到它(ta)，都可以被吸到網(wang)絡(luo)(luo)中，這也(ye)導致了(le)?π形(xing)匹配(pei)網(wang)絡(luo)(luo)的(de)普遍應用(yong)，因為在很多(duo)的(de)實(shi)際(ji)情(qing)況中，占支配(pei)地位的(de)寄(ji)(ji)生(sheng)元件(jian)是電(dian)容。T形(xing)匹配(pei)，當電(dian)源端和負載端的(de)寄(ji)(ji)生(sheng)參(can)數主要呈電(dian)感性質時，可用(yong)T形(xing)匹配(pei)來把這些寄(ji)(ji)生(sheng)參(can)數吸收入網(wang)絡(luo)(luo)。

　　圖：ATA-3090B功率放大器指標參數

　　以上就是(shi)功(gong)率放大器的(de)分類及(ji)其特點是(shi)什么(me)的(de)內容，如果對于功(gong)率放大器還有(you)什么(me)想了解的(de)，歡迎(ying)隨時咨詢(xun)安泰電子(zi)。