功率放大器分類圖文詳細介紹-KIA MOS管

功率放大器（Power Amplifier，PA，簡稱“功放”）是指在給定失真率條件下，能產(chǎn)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(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個系統(tǒng)能否提供良好的音質輸出。

功率放大器分類

功率放大器按照導通角度與效率可分類為：

（1）甲類（A類）

甲類功率放大器又稱為A類功率放大器（Class A），它是一種完全的線性放大形式的放大器。在純甲類功率放大器工作時，晶體管的正負通道不論有或沒有信號都處于常開狀態(tài)，這就意味著更多的功率消耗為熱量。

純甲類功率放大器在汽車音響的應用中比較少見，像意大利的Sinfoni高品質系列才有這類功率放大器。這是因為純甲類功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音響發(fā)燒友們對它的聲音表現(xiàn)津津樂道。

（2）乙類（B類）

乙類功率放大器，也稱為B類功率放大器（Class B），它也被稱為線性放大器，但是它的工作原理與純甲類功率放大器完全不同。

B類功放在工作時，晶體管的正負通道通常是處于關閉的狀態(tài)除非有信號輸入，也就是說，在正相的信號過來時只有正相通道工作，而負相通道關閉，兩個通道絕不會同時工作，因此在沒有信號的部分，完全沒有功率損失。

但是在正負通道開啟關閉的時候，常常會產(chǎn)生跨越失真，特別是在低電平的情況下，所以B類功率放大器不是真正意義上的高保真功率放大器。在實際的應用中，其實早期許多的汽車音響功放都是B類功放，因為它的效率比較高。

（3）甲乙類（AB類）

甲乙類功率放大器也稱為AB類功率放大器（Class AB），它是兼容A類與B類功放的優(yōu)勢的一種設計。

當沒有信號或信號非常小時，晶體管的正負通道都常開，這時功率有所損耗，但沒有A類功放嚴重。當信號是正相時，負相通道在信號變強前還是常開的，但信號轉強則負通道關閉。當信號是負相時，正負通道的工作剛好相反。

AB類功率放大器的缺陷在于會產(chǎn)生交越失真，但是相對于它的效率比以及保真度而言，都優(yōu)于A類和B類功放，AB類功放也是目前汽車音響中應用最為廣泛的設計。

（4）丙類（C類）

C類放大器主要特點是：晶體管僅在輸入信號每個周期的很短時間內工作。電路工作時通常會給放大管提供一個負偏壓，以確保晶體管不會工作在乙類狀態(tài)。

它的集電極負載不是電阻而是一個LC并聯(lián)諧振回路，所以C類放大器也叫諧振放大電路。通過調節(jié)電容器的容值或電感器的感值從而達到選頻功能。C類放大器的轉換效率極高，可以達到98%。

但是因為負載是諧振電路，電路經(jīng)常工作在高頻狀態(tài)所以失真很大，因此C類放大器并不適合作為音頻功率放大器，反而因為它的可選頻率特性而被無線電界廣泛采用，所以通常作為射頻放大器、調諧放大器和倍頻器。

（5）D類

D類放大器與上述A，B或AB類放大器不同，其工作原理基于開關晶體管，可在極短的時間內完全導通或完全截止。兩只晶體管不會在同一時刻導通，因此產(chǎn)生的熱量很少。

這種類型的放大器效率極高（90%左右），在理想情況下可達100%，而相比之下AB類放大器僅能達到78.5%。不過另一方面，開關工作模式也增加了輸出信號的失真。D類放大器的電路共分為三級：輸入開關級、功率放大級以及輸出濾波級。

D類放大器工作在開關狀態(tài)下可以采用脈寬調制（PWM）模式。利用PWM能將音頻輸入信號轉換為高頻開關信號，通過一個比較器將音頻信號與高頻三角波進行比較，當反相端電壓高于同相端電壓時，輸出為低電平；當反相端電壓低于同相端電壓時，輸出為高電平。

在D類放大器中，比較器的輸出與功率放大電路相連，功放電路采用金屬氧化物場效應管（MOSFET）替代雙極型晶體管（BJT），這是由于前者具有更快的響應時間，因而適用于高頻工作模式。D類放大器需要兩只MOSFET，它們在非常短的時間內可完全工作在導通或截止狀態(tài)下。

當一只MOSFET完全導通時，其管壓降很低；而當MOSFET完全截止時，通過管子的電流為零。兩只MOSFET交替工作在導通和截止狀態(tài)的開關速度非常快，因而效率極高，產(chǎn)生的熱量很低，所以D類放大器不需要很大的散熱器。

D類功放還有其它許多的稱法，如T類等，它們都是D類功放的一種變形。在實際應用中，直到1980以后，由于MOSFET的出現(xiàn)，這種開關式功放才得以迅速發(fā)展。在實際的發(fā)展過程中，雖然有高效率，但同時也有高失真，高噪聲以及較差的阻尼因素。隨著技術的發(fā)展，這類缺陷將越來越少，估計未來D類功放在汽車音響領域中會得到更加廣泛的應用。

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