功率放大器的分類

功率放大器放大訊號的功率電平。在音訊應用中，這種放大是在最後一級進行的。與射頻相關的應用採用射頻功率放大器。但是，電晶體的**工作點**在確定放大器的效率方面起著非常重要的作用。**主要分類**是根據這種工作模式進行的。

分類是根據它們的頻率以及工作模式進行的。

基於頻率的分類

根據功率放大器處理的頻率，可將其分為兩類。如下所示。

• **音訊功率放大器** - 音訊功率放大器提高音訊頻率範圍（20 Hz 至 20 KHz）訊號的功率電平。它們也稱為**小訊號功率放大器**。

• **射頻功率放大器** - 射頻功率放大器或調諧功率放大器提高射頻範圍（3 KHz 至 300 GHz）訊號的功率電平。它們也稱為**大訊號功率放大器**。

基於工作模式的分類

根據工作模式，即集電極電流流過的輸入訊號週期的部分，功率放大器可以分類如下。

• **A類功率放大器** - 當集電極電流在訊號的整個週期內始終流動時，功率放大器稱為**A類功率放大器**。

• **B類功率放大器** - 當集電極電流僅在輸入訊號的正半週期內流動時，功率放大器稱為**B類功率放大器**。

• **C類功率放大器** - 當集電極電流在輸入訊號的不到半個週期內流動時，功率放大器稱為**C類功率放大器**。

如果我們結合A類和B類放大器以利用兩者的優點，則會形成另一種稱為AB類放大器的放大器。

在詳細介紹這些放大器之前，讓我們先了解一下確定放大器效率時必須考慮的重要術語。

考慮效能的術語

功率放大器的主要目標是獲得最大的輸出功率。為了實現這一點，需要考慮的重要因素有集電極效率、功耗能力和失真。讓我們詳細瞭解一下它們。

集電極效率

這解釋了放大器將直流電源轉換為交流電源的效率。當直流電源由電池提供但沒有提供交流訊號輸入時，在這種情況下觀察到的集電極輸出稱為**集電極效率**。

集電極效率定義為

$$\eta = \frac{交流平均輸出功率}{電晶體直流平均輸入功率}$$

例如，如果電池提供 15W，交流輸出功率為 3W。那麼電晶體效率將為 20%。

功率放大器的主要目標是獲得最大的集電極效率。因此，集電極效率值越高，放大器的效率就越高。

功耗能力

每個電晶體在其工作過程中都會發熱。由於功率電晶體處理大電流，因此會產生更多熱量。這種熱量會提高電晶體的溫度，從而改變電晶體的工作點。

因此，為了保持工作點的穩定性，必須將電晶體的溫度保持在允許的範圍內。為此，必須散發出產生的熱量。這種能力稱為功耗能力。

**功耗能力**可以定義為功率電晶體散發出自身產生的熱量的能力。為了散發出功率電晶體中產生的熱量，會使用稱為散熱器的金屬外殼。

失真

電晶體是非線性器件。與輸入相比，輸出會發生一些變化。在電壓放大器中，這個問題並不突出，因為使用的是小電流。但在功率放大器中，由於使用了大電流，因此肯定會出現失真問題。

**失真**定義為放大器輸出波形與輸入波形形狀的變化。失真較小的放大器產生更好的輸出，因此被認為是有效的。