在電子學(xué)中，放大器是最常用的電路器件，具有巨大的應用可能性。在音頻相關(guān)的電子產(chǎn)品中，前置放大器和功率放大器是兩種不同類(lèi)型的放大器系統，用于與聲音放大相關(guān)的目的。但是，除了這種特定于應用的目的之外，各種類(lèi)型的放大器也存在巨大差異，主要是功率放大器。因此，在這里我們將探討不同類(lèi)別的放大器及其優(yōu)缺點(diǎn)。

　　使用字母的放大器分類(lèi)

　　放大器類(lèi)別是放大器性能和特性的標識。不同類(lèi)型的功率放大器在通過(guò)它們時(shí)會(huì )給出不同的響應。根據它們的規格，放大器被分配了不同的字母或字母來(lái)代表它們的類(lèi)別。有不同類(lèi)別的放大器，從A、B、C、AB、D、E、F、T等開(kāi)始。在這些類(lèi)別中，最常用的音頻放大器類(lèi)別是A、B、AB、C。其他類(lèi)別是使用開(kāi)關(guān)拓撲和PWM（脈沖寬度調制）的現代放大器技術(shù)來(lái)驅動(dòng)輸出負載。有時(shí)，傳統類(lèi)的改進(jìn)版本被分配一個(gè)字母來(lái)將它們分類(lèi)為不同的放大器類(lèi)，例如G類(lèi)放大器是B類(lèi)或AB類(lèi)放大器的改進(jìn)放大器類(lèi)。

　　放大器的等級代表電流通過(guò)放大器時(shí)的輸入周期比例。輸入周期是來(lái)自放大器輸入中的正弦波傳導的傳導角。這個(gè)導通角與放大器在整個(gè)周期內的開(kāi)啟時(shí)間高度成正比。如果放大器在一個(gè)周期內始終處于開(kāi)啟狀態(tài)，則導通角將為360度。因此，如果放大器提供360度導通角，則放大器使用完整的輸入信號，并且有源元件在完整的正弦周期的100%時(shí)間段內傳導。

　　下面，我們將展示傳統的功率放大器類(lèi)別，包括A、B、AB和C類(lèi)，并展示廣泛用于開(kāi)關(guān)設計的D類(lèi)放大器。這些類(lèi)不僅用于功率放大器，還用于音頻放大器電路。

　　A類(lèi)放大器

　　A類(lèi)放大器是具有高線(xiàn)性度的高增益放大器。對于A(yíng)類(lèi)放大器，導通角為360度。如上所述，360度導通角意味著(zhù)放大器設備在整個(gè)時(shí)間內保持活動(dòng)狀態(tài)并使用完整的輸入信號。下圖顯示了理想的A類(lèi)放大器。

　　正如我們在圖像中看到的，有一個(gè)有源元件，一個(gè)晶體管。晶體管的偏置始終保持開(kāi)啟。由于這種永不關(guān)閉的特性，A類(lèi)放大器提供了更好的高頻和反饋環(huán)路穩定性。除了這些優(yōu)勢之外，A類(lèi)放大器還易于使用單個(gè)器件組件和最少的部件數來(lái)構建。

　　盡管具有優(yōu)點(diǎn)和高線(xiàn)性度，但當然，它也有許多局限性。由于連續導電的性質(zhì)，A類(lèi)放大器會(huì )引入高功率損耗。此外，由于高線(xiàn)性度，A類(lèi)放大器會(huì )產(chǎn)生失真和噪聲。電源和偏置結構需要仔細選擇元件，以避免不必要的噪聲并將失真降至最低。

　　由于甲類(lèi)放大器的功率損耗較大，因此會(huì )發(fā)熱，需要較大的散熱空間。A類(lèi)放大器的效率非常差，理論上，如果與通常的配置一起使用，效率會(huì )在25%到30%之間變化。使用電感耦合配置可以提高效率，但這種情況下的效率不超過(guò)45-50%，因此僅適用于低信號或低功率電平的放大用途。

　　B類(lèi)放大器

　　B類(lèi)放大器與A類(lèi)有點(diǎn)不同。它是使用兩個(gè)有源器件創(chuàng )建的，它們傳導實(shí)際周期的一半，即周期的180度。兩個(gè)器件為負載提供組合電流驅動(dòng)。

　　在上圖中，顯示了理想的B類(lèi)放大器配置。它由兩個(gè)有源器件組成，它們在正弦波的正負半周期內被一一偏置，因此信號從正負側被推或拉到放大電平，并結合我們在輸出端獲得完整周期的結果.每個(gè)器件在半個(gè)周期內開(kāi)啟或激活，因此效率得到提高，與A類(lèi)放大器25-30%的效率相比，它理論上提供了60%以上的效率。我們可以在下圖中看到每個(gè)設備的輸入和輸出信號圖。B類(lèi)放大器的效率不超過(guò)78%。此類(lèi)中的散熱最小化，提供了低散熱空間。

　　但是，這個(gè)類(lèi)也有局限性。此類(lèi)的一個(gè)非常深刻的限制是交叉失真。由于兩個(gè)設備提供了正弦波的每一半，這些正弦波在輸出端組合并連接，因此在組合兩半的區域中存在失配（交叉）。這是因為當一臺設備完成半個(gè)周期時(shí)，另一臺需要在幾乎同時(shí)完成工作的同時(shí)提供相同的功率。很難在A(yíng)類(lèi)放大器中修復此錯誤，因為在活動(dòng)設備期間，另一個(gè)設備完全不活動(dòng)。該誤差使輸出信號失真。由于這個(gè)限制，它是精密音頻放大器應用的主要失敗。

　　AB類(lèi)放大器

　　克服交叉失真的另一種方法是使用AB放大器。AB類(lèi)放大器使用A類(lèi)和B類(lèi)的中間導通角，因此我們可以在這種AB類(lèi)放大器拓撲中看到A類(lèi)和B類(lèi)放大器的屬性。與B類(lèi)相同，它具有相同的配置，兩個(gè)有源器件在半個(gè)周期內單獨導通，但每個(gè)器件的偏置不同，因此它們在不可用時(shí)刻（交叉時(shí)刻）不會(huì )完全關(guān)閉。每個(gè)設備在完成半個(gè)正弦波形后不會(huì )立即離開(kāi)導通，而是在另一個(gè)半周期進(jìn)行少量輸入。使用這種偏置技術(shù)，死區期間的交叉失配會(huì )大大減少。

　　但在這種配置中，效率會(huì )降低，因為器件的線(xiàn)性度會(huì )受到影響。效率仍然高于典型A類(lèi)放大器的效率，但低于B類(lèi)放大器系統。此外，需要仔細選擇具有完全相同額定值的二極管，并且需要盡可能靠近輸出設備放置。在某些電路結構中，設計人員傾向于添加小阻值電阻，以在器件上提供穩定的靜態(tài)電流，從而最大限度地減少輸出失真。

　　C類(lèi)放大器

　　除了A、B和AB類(lèi)放大器之外，還有另一個(gè)放大器C類(lèi)。它是一種傳統放大器，其工作方式與其他放大器類(lèi)不同。C類(lèi)放大器是調諧放大器，它以?xún)煞N不同的工作模式工作，調諧或非調諧。C類(lèi)放大器的效率遠遠超過(guò)A、B和AB。在射頻相關(guān)操作中可實(shí)現最高80%的效率

　　C類(lèi)放大器使用小于180度的導通角。在未調諧模式期間，放大器配置中省略了調諧器部分。在此操作中，C類(lèi)放大器也會(huì )在輸出端產(chǎn)生巨大的失真。

　　當電路暴露于調諧負載時(shí)，電路將輸出偏置電平鉗位為平均輸出電壓等于電源電壓。調諧操作稱(chēng)為鉗位。在此操作過(guò)程中，信號得到了適當的形狀，中心頻率的失真也減少了。

　　在典型應用中，C類(lèi)放大器的效率為60-70%。

　　D類(lèi)放大器

　　D類(lèi)放大器是一種使用脈沖寬度調制或PWM的開(kāi)關(guān)放大器。在直接輸入信號隨脈寬變化而變化的情況下，導通角不是一個(gè)因素。

　　在這個(gè)D類(lèi)放大器系統中，不接受線(xiàn)性增益，因為它們的工作方式就像一個(gè)典型的開(kāi)關(guān)，只有兩個(gè)操作，ON或OFF。

　　在處理輸入信號之前，模擬信號通過(guò)各種調制技術(shù)轉換為脈沖流，然后應用到放大器系統中。由于脈沖持續時(shí)間與模擬信號有關(guān)，因此在輸出端使用低通濾波器再次對其進(jìn)行重構。

　　D類(lèi)放大器是A、B、AB以及C和D段中功率效率最高的放大器類(lèi)。它的散熱量較小，因此需要較小的散熱器。該電路需要各種開(kāi)關(guān)元件，例如具有低導通電阻的MOSFET。

　　它是數字音頻播放器或控制電機中廣泛使用的拓撲。但我們應該記住，它不是數字轉換器。雖然，對于更高的頻率，D類(lèi)放大器并不是一個(gè)完美的選擇，因為它在少數情況下具有帶寬限制，具體取決于低通濾波器和轉換器模塊的能力。

　　其他放大器類(lèi)

　　除了傳統放大器之外，還有幾個(gè)類(lèi)別，分別是E類(lèi)、F類(lèi)、G類(lèi)和H類(lèi)。

　　E類(lèi)放大器是一種高效的功率放大器，它使用開(kāi)關(guān)拓撲并工作在射頻中。單極開(kāi)關(guān)元件和調諧電抗網(wǎng)絡(luò )是與E類(lèi)放大器一起使用的主要組件。

　　F類(lèi)是諧波方面的高阻抗放大器。它可以使用方波或正弦波驅動(dòng)。對于正弦波輸入，該放大器可以使用電感器進(jìn)行調諧，并可用于增加增益。

　　圖：ATA-4315高壓功率放大器指標參數