AB類和C類功率放大器

到目前為止討論的A類和B類放大器有一些侷限性。現在讓我們嘗試將兩者結合起來，得到一個新的電路，該電路將同時具有A類和B類放大器的所有優點，而不會出現它們的低效率問題。在此之前，讓我們也瞭解另一個重要的問題，稱為交叉失真，這是B類放大器的輸出所遇到的問題。

交叉失真

在推輓式配置中，兩個相同的電晶體依次導通，產生的輸出將是兩者的組合。

當訊號在零電壓點從一個電晶體切換到另一個電晶體時，它會在輸出波形上產生一定量的失真。為了使電晶體導通，基極發射極結電壓應超過0.7V（截止電壓）。電晶體從關斷狀態變為導通狀態或從導通狀態變為關斷狀態所需的時間稱為過渡時間。

在零電壓點，電晶體從一個切換到另一個的過渡時間會產生影響，導致有時兩個電晶體同時處於關斷狀態。這種情況可以在輸出波形上被稱為平坦區域或死區。

上圖清楚地顯示了輸出波形中明顯的交叉失真。這是主要缺點。這種交叉失真效應還會降低輸出波形的整體峰峰值，從而降低最大輸出功率。這可以透過如下所示的波形的非線性特性更清晰地理解。

可以理解的是，對於大的輸入訊號，這種交叉失真不太明顯，而對於小的輸入訊號，它會導致嚴重的干擾。如果放大器的導通時間超過半個週期，則可以消除這種交叉失真，這樣兩個電晶體就不會同時關斷。

這一想法導致了AB類放大器的發明，它是A類和B類放大器的組合，如下所述。

AB類功率放大器

顧名思義，AB類是A類和B類放大器的組合。由於A類效率低，B類存在失真問題，因此AB類應運而生，它透過利用這兩類的優點來消除這兩個問題。

交叉失真是在過渡期間兩個電晶體同時關斷時出現的問題。為了消除這個問題，必須選擇超過半個週期的條件。因此，另一個電晶體在工作電晶體切換到截止狀態之前開始導通。這隻能透過使用AB類配置來實現，如下面的電路圖所示。

因此，在AB類放大器設計中，每個推輓式電晶體的導通時間略大於B類的半個週期，但遠小於A類的整個週期。

AB類放大器的導通角在180^o到360^o之間，取決於所選擇的工作點。這可以透過下圖來理解。

如上圖所示，使用二極體D₁和D₂提供的微小偏置電壓有助於使工作點高於截止點。因此，AB類的輸出波形如上圖所示。B類產生的交叉失真被AB類克服，A類和B類的低效率也不會影響電路。

因此，AB類在效率和線性度方面是A類和B類之間的一個很好的折衷方案，其效率達到約50%到60%。A類、B類和AB類放大器被稱為線性放大器，因為輸出訊號的幅度和相位與輸入訊號的幅度和相位線性相關。

C類功率放大器

當集電極電流的流動時間小於輸入訊號的半個週期時，功率放大器被稱為C類功率放大器。

C類放大器的效率高，但線性度差。C類的導通角小於180^o。它通常約為90^o，這意味著電晶體在輸入訊號的超過一半時間內處於空閒狀態。因此，與應用輸入訊號相比，輸出電流的傳輸時間更短。

下圖顯示了C類放大器的操作點和輸出。

這種偏置方式使放大器的效率大大提高，達到約80%，但在輸出訊號中引入了嚴重的失真。使用C類放大器，其輸出產生的脈衝可以透過在其集電極電路中使用LC電路轉換為特定頻率的完整正弦波。