功放原理、結構、特點、作用詳解-KIA MOS管

功率放大器簡稱功放，功率放大器是一種電子設備，用于將輸入信號放大到更大的電壓、電流或功率級別，以便驅動更大的負載或產生更大的輸出功率。常用于音頻、無線電通信、雷達、聲吶、醫療設備和其他應用中。

功放原理

功率放大器的工作原理是將輸入信號應用到放大器的電路中，然后通過放大器的輸出部分產生放大后的信號。放大器的輸入信號可以是電壓、電流、功率或其他物理量。放大器的輸出信號通常是一個更強的電流、電壓或功率。

放大器的工作原理基于放大器的電路結構和其所使用的電子元件的特性。功率放大器的核心是輸出晶體管，它是一種具有高電流放大能力的晶體管。

當輸入信號被應用到放大器的電路中時，輸出晶體管負責將信號放大。放大器的其他部分包括電容、電阻和電感等元件，用于匹配輸入信號和輸出負載阻抗，以確保信號能夠被正確地放大。

功放的工作方式

1、A類功放（又稱甲類功放）

A類功放輸出級中兩個（或兩組）晶體管永遠處于導電狀態，也就是說不管有無訊號輸入它們都保持傳導電流，并使這兩個電流等于交流電的峰值，這時交流在最大訊號情況下流入負載。

當無訊號時，兩個晶體管各流通等量的電流，因此在輸出中心點上沒有不平衡的電流或電壓，故無電流輸入揚聲器。當訊號趨向正極，線路上方的輸出晶體管容許流入較多的電流，下方的輸出晶體管則相對減少電流，由于電流開始不平衡，于是流入揚聲器而且推動揚聲器發聲。

A類功放的工作方式具有最佳的線性，每個輸出晶體管均放大訊號全波，完全不存在交越失真（Switching Distortion），即使不施用負反饋，它的開環路失真仍十分低，因此被稱為是聲音最理想的放大線路設計。

但這種設計有利有弊，A類功放放最大的缺點是效率低，因為無訊號時仍有滿電流流入，電能全部轉為高熱量。當訊號電平增加時，有些功率可進入負載，但許多仍轉變為熱量。

A類功放是重播音樂的理想選擇，它能提供非常平滑的音質，音色圓潤溫暖，高音透明開揚，這些優點足以補償它的缺點。A類功率功放發熱量驚人，為了有效處理散熱問題，A類功放必須采用大型散熱器。

因為它的效率低，供電器一定要能提供充足的電流。一部25W的A類功放供電器的能力至少夠100瓦AB類功放使用。所以A類機的體積和重量都比AB類大，這讓制造成本增加，售價也較貴。一般而言，A類功放的售價約為同等功率AB類功放機的兩倍或更多。

2、B類功放（乙類功放）

B類功放放大的工作方式是當無訊號輸入時，輸出晶體管不導電，所以不消耗功率。當有訊號時，每對輸出管各放大一半波形，彼此一開一關輪流工作完成一個全波放大，在兩個輸出晶體管輪換工作時便發生交越失真，因此形成非線性。純B類功放較少，因為在訊號非常低時失真十分嚴重，所以交越失真令聲音變得粗糙。B類功放的效率平均約為75%，產生的熱量較A類機低，容許使用較小的散熱器。

3、AB類功放

與前兩類功放相比，AB類功放可以說在性能上的妥協。AB類功放通常有兩個偏壓，在無訊號時也有少量電流通過輸出晶體管。它在訊號小時用A類工作模式，獲得最佳線性，當訊號提高到某一電平時自動轉為B類工作模式以獲得較高的效率。

普通機10瓦的AB類功放大約在5瓦以內用A類工作，由于聆聽音樂時所需要的功率只有幾瓦，因此AB類功放在大部分時間是用A類功放工作模式，只在出現音樂瞬態強音時才轉為B類。

這種設計可以獲得優良的音質并提高效率減少熱量，是一種頗為合乎邏輯的設計。有些AB類功放將偏流調得甚高，令其在更寬的功率范圍內以A類工作，使聲音接近純A類機，但產生的熱量亦相對增加。

4、C類功放（丙類功放）

這類功放較少聽說，因為它是一種失真非常高的功放，只適合在通訊用途上使用。C類機輸出效率特高，但不是HI-FI放大所適用。

5、D類功放（丁類功放）

這種設計亦稱為數碼功放。D類功放放大的晶體管一經開啟即直接將其負載與供電器連接，電流流通但晶體管無電壓，因此無功率消耗。當輸出晶體管關閉時，全部電源供應電壓即出現在晶體管上，但沒有電流，因此也不消耗功率，故理論上的效率為百分之百。

D類功放放大的優點是效率最高，供電器可以縮小，幾乎不產生熱量，因此無需大型散熱器，機身體積與重量顯著減少，理論上失真低、線性佳。但這種功放工作復雜，增加的線路本身亦難免有偏差，所以真正成功的產品甚少，售價也不便宜。

常見的D類功放結構圖

功放電路圖

功率放大器的特點

1.高功率

2.低失真

3.高效能

4.廣泛應用范圍

5.易于控制

6.熱效應

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