功率放大器的基本組成和功放所用有源器件的組成

　　功率放大器（英文名稱：power amplifier），簡稱“功放”，是指在給定失真率條件下，能產生最大功率輸出以驅動某一負載（例如揚聲器）的放大器。功率放大器在整個音響系統中起到了“組織、協調”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個系統能否提供良好的音質輸出。

　　功率放大器的基本組成：

　　功率放大器通常由3部分組成：前置放大器、驅動放大器、功率放大器（圖3）末級功率放大器。

　　1、前置放大器起匹配作用，其輸入阻抗高（不小于10kΩ），可以將前面的信號大部分吸收過去，輸出阻抗低（幾十Ω以下），可以將信號大部風傳送出去。同時，它本身又是一種電流放大器，將輸入的電壓信號轉化成電流信號，并給予適當的放大。

　　2、 驅動放大器起橋梁作用，它將前置放大器送來的電流信號作進一步放大，將其放大成中等功率的信號驅動末級功率放大器正常工作。如果沒有驅動放大器，末級功率放大器不可能送出大功率的聲音信號。

　　3、末級功率放大器起關鍵作用。它將驅動放大器送來的電流信號形成大功率信號，帶動揚聲器發聲，它的技術指標決定了整個功率放大器的技術指標。

　　功率放大器中功放所用的有源器件組成：

　　功放所用的有源器件主要是晶體管（雙極型或場效應晶體管），在工作頻率很高或要求輸出功率很大等場合，也使用電子管（包括大功率發射電子管）；在微波段使用行波管。功放按其有源器件的工作點不同可分為甲（A）類、甲乙（AB）類、乙（B）類、丙（C）類和?。―）類等。表內列出不同工作類型的功率放大器對正弦波所能達到的最高效率。

　　功放常應用于廣播、通信發射機的輸出級、音響系統的輸出級以及控制系統驅動執行機構的放大器等。應用場合不同，性能要求不同，電路的構成與工作類型也不同。常用的有線性功放、諧振功放、寬帶功放電路等。為提高輸出功率，可采用功率合成技術。線性功放 用于要求非線性失真小的場合。常用電路形式有單管放大電路和推挽放大電路。單管放大電路的電路形式與電壓放大器類似，必須是甲類工作，效率最低，多用于小功率放大器。推挽放大電路由兩個有源器件構成，分別用相位差180°的輸入信號激勵，然后將它們的輸出信號反相疊加供給負載。

　　圖1所示的是用變壓器實現反相疊加的推挽放大器原理電路。這種電路理論上兩個器件可工作在乙類，而輸出無失真。但實際的有源器件特性不是完全理想的，需工作在甲乙類。推挽放大電路也可由極性相反的晶體管互補對CPNP型和NPN型雙極晶體管對或N型溝道和P型溝道的場效應管對）構成。利用它們的互補特性構成的電路，不需相位相差180°的兩個輸入信號，輸出信號也不需反相疊加。這種電路可全部由晶體管和電阻構成，便于集成化，多用于集成功放中。

　　諧振功放 以諧振回路作為有源器件的負載，專門放大窄頻帶信號的放大器。這種放大器允許電流波形有很大失真，然后利用諧振回路將諧波濾除；可以使有源器件工作在丙類，以獲得高效率；多用于大功率發射機中的末級。若將諧振回路調諧在輸入信號的諧波上并選擇合適的工作點，可構成倍頻器。寬帶功放 以傳輸線變壓器作為有源器件的負載。這種功放的上限頻率可達幾百兆赫，波段覆蓋范圍寬。傳輸線變壓器按照傳輸線和變壓器的工作原理構成。

　　功率合成技術 多個放大器對同一輸入信號放大，然后用合成的方法，將各放大器的輸出功率相加。圖2是功率合成原理電路，它由放大器、功率合成與分配網絡組成。合成與分配網絡常用傳輸線變壓器構成。這種合成技術的特點是其中某一放大器工作狀態發生變化，其余放大器的工作不受影響。為進一步提高功放效率，先將輸入信號轉換成脈沖序列，經放大后再轉換成模擬信號。這種功放工作于脈沖放大，理論效率可達100%，稱為丁（D）類放大器。由于有源器件的開關特性不理想，提高這類放大器的工作頻率受到限制。在功放中，由于熱損耗大，有源器件的主要發熱部分要外加散熱器，有時還要采用風冷、水冷或蒸發冷卻，以降低器件溫升。