AB类和C类功率放大器

到目前为止讨论的A类和B类放大器有一些局限性。现在让我们尝试将两者结合起来，得到一个新的电路，该电路将同时具有A类和B类放大器的所有优点，而不会出现它们的低效率问题。在此之前，让我们也了解另一个重要的问题，称为交叉失真，这是B类放大器的输出所遇到的问题。

交叉失真

在推挽式配置中，两个相同的晶体管依次导通，产生的输出将是两者的组合。

当信号在零电压点从一个晶体管切换到另一个晶体管时，它会在输出波形上产生一定量的失真。为了使晶体管导通，基极发射极结电压应超过0.7V（截止电压）。晶体管从关断状态变为导通状态或从导通状态变为关断状态所需的时间称为过渡时间。

在零电压点，晶体管从一个切换到另一个的过渡时间会产生影响，导致有时两个晶体管同时处于关断状态。这种情况可以在输出波形上被称为平坦区域或死区。

上图清楚地显示了输出波形中明显的交叉失真。这是主要缺点。这种交叉失真效应还会降低输出波形的整体峰峰值，从而降低最大输出功率。这可以通过如下所示的波形的非线性特性更清晰地理解。

可以理解的是，对于大的输入信号，这种交叉失真不太明显，而对于小的输入信号，它会导致严重的干扰。如果放大器的导通时间超过半个周期，则可以消除这种交叉失真，这样两个晶体管就不会同时关断。

这一想法导致了AB类放大器的发明，它是A类和B类放大器的组合，如下所述。

AB类功率放大器

顾名思义，AB类是A类和B类放大器的组合。由于A类效率低，B类存在失真问题，因此AB类应运而生，它通过利用这两类的优点来消除这两个问题。

交叉失真是在过渡期间两个晶体管同时关断时出现的问题。为了消除这个问题，必须选择超过半个周期的条件。因此，另一个晶体管在工作晶体管切换到截止状态之前开始导通。这只能通过使用AB类配置来实现，如下面的电路图所示。

因此，在AB类放大器设计中，每个推挽式晶体管的导通时间略大于B类的半个周期，但远小于A类的整个周期。

AB类放大器的导通角在180^o到360^o之间，取决于所选择的工作点。这可以通过下图来理解。

如上图所示，使用二极管D₁和D₂提供的微小偏置电压有助于使工作点高于截止点。因此，AB类的输出波形如上图所示。B类产生的交叉失真被AB类克服，A类和B类的低效率也不会影响电路。

因此，AB类在效率和线性度方面是A类和B类之间的一个很好的折衷方案，其效率达到约50%到60%。A类、B类和AB类放大器被称为线性放大器，因为输出信号的幅度和相位与输入信号的幅度和相位线性相关。

C类功率放大器

当集电极电流的流动时间小于输入信号的半个周期时，功率放大器被称为C类功率放大器。

C类放大器的效率高，但线性度差。C类的导通角小于180^o。它通常约为90^o，这意味着晶体管在输入信号的超过一半时间内处于空闲状态。因此，与应用输入信号相比，输出电流的传输时间更短。

下图显示了C类放大器的操作点和输出。

这种偏置方式使放大器的效率大大提高，达到约80%，但在输出信号中引入了严重的失真。使用C类放大器，其输出产生的脉冲可以通过在其集电极电路中使用LC电路转换为特定频率的完整正弦波。