功率放大器的分类

功率放大器放大信号的功率电平。在音频应用中，这种放大是在最后一级进行的。与射频相关的应用采用射频功率放大器。但是，晶体管的**工作点**在确定放大器的效率方面起着非常重要的作用。**主要分类**是根据这种工作模式进行的。

分类是根据它们的频率以及工作模式进行的。

基于频率的分类

根据功率放大器处理的频率，可将其分为两类。如下所示。

• **音频功率放大器** - 音频功率放大器提高音频频率范围（20 Hz 至 20 KHz）信号的功率电平。它们也称为**小信号功率放大器**。

• **射频功率放大器** - 射频功率放大器或调谐功率放大器提高射频范围（3 KHz 至 300 GHz）信号的功率电平。它们也称为**大信号功率放大器**。

基于工作模式的分类

根据工作模式，即集电极电流流过的输入信号周期的部分，功率放大器可以分类如下。

• **A类功率放大器** - 当集电极电流在信号的整个周期内始终流动时，功率放大器称为**A类功率放大器**。

• **B类功率放大器** - 当集电极电流仅在输入信号的正半周期内流动时，功率放大器称为**B类功率放大器**。

• **C类功率放大器** - 当集电极电流在输入信号的不到半个周期内流动时，功率放大器称为**C类功率放大器**。

如果我们结合A类和B类放大器以利用两者的优点，则会形成另一种称为AB类放大器的放大器。

在详细介绍这些放大器之前，让我们先了解一下确定放大器效率时必须考虑的重要术语。

考虑性能的术语

功率放大器的主要目标是获得最大的输出功率。为了实现这一点，需要考虑的重要因素有集电极效率、功耗能力和失真。让我们详细了解一下它们。

集电极效率

这解释了放大器将直流电源转换为交流电源的效率。当直流电源由电池提供但没有提供交流信号输入时，在这种情况下观察到的集电极输出称为**集电极效率**。

集电极效率定义为

$$\eta = \frac{交流平均输出功率}{晶体管直流平均输入功率}$$

例如，如果电池提供 15W，交流输出功率为 3W。那么晶体管效率将为 20%。

功率放大器的主要目标是获得最大的集电极效率。因此，集电极效率值越高，放大器的效率就越高。

功耗能力

每个晶体管在其工作过程中都会发热。由于功率晶体管处理大电流，因此会产生更多热量。这种热量会提高晶体管的温度，从而改变晶体管的工作点。

因此，为了保持工作点的稳定性，必须将晶体管的温度保持在允许的范围内。为此，必须散发出产生的热量。这种能力称为功耗能力。

**功耗能力**可以定义为功率晶体管散发出自身产生的热量的能力。为了散发出功率晶体管中产生的热量，会使用称为散热器的金属外壳。

失真

晶体管是非线性器件。与输入相比，输出会发生一些变化。在电压放大器中，这个问题并不突出，因为使用的是小电流。但在功率放大器中，由于使用了大电流，因此肯定会出现失真问题。

**失真**定义为放大器输出波形与输入波形形状的变化。失真较小的放大器产生更好的输出，因此被认为是有效的。