甲乙類功率放大器的基本工作原理

1. 基本工作原理

甲乙類功率放大器(AB類)的主要結構類似于乙類功放，但它可以消除乙類功放的交越失真，與此對應的代價是要增加一點靜態功耗，因此它的效率比純乙類功放要稍微低一點。

消除交越失真有很多種方法，最簡單的方法是使用兩個二極管來抵消掉晶體管Q1和Q2的VBE導通電壓，如下圖所示：

圖5-05.01

在上圖中，使R1和R2阻值相等，理想情況下兩個二極管中間的電壓為0，這樣就沒必要為Vi加上輸入耦合電容。

由于兩個二極管的作用，使得Q1和Q2的VBE不再為0，而是和二極管保持一致(為近似0.7V)，因此Q1和Q2的靜態集電極電流ICQ不再完全為0，而是略微大于0。

當Vi從0開始增加時，由于二極管D1的電壓抬升作用，會使得Q1立即導通;當Vi從0開始減小時也是類似的，會使得Q2立即導通，這樣就消除了交越失真。其各個輸入輸出波形如下圖所示：

圖5-05.02

上面介紹的用于消除交越失真的甲乙類功放，對解釋概念來講已經夠用了，但在實際應用中可能效果并不總是會十分理想，原因有二：一個是BJT晶體管與二極管的pn結壓降參數必須非常匹配，如果元器件性能的離散性比較大，就會使得電路不平衡而增加靜態功耗;二是因為在實際工作中，BJT功率管產生的熱量常常比二極管大得多，這樣兩者的溫度就會不一致，進而由于溫度不一致而破壞兩者之間原來匹配好的參數平衡，這種情況稱為熱跑脫(thermal
runaway)。

改進的甲乙類功放使用電流源來產生偏置，以解決上面提到的缺陷，有興趣了解可進一步參看相關的專業書籍。

2. 單電源供電

上面介紹的乙類功放和甲乙類功放都需要使用雙電源供電(即需要VCC和-VCC)，電路成本比較高。一種使用單端電源供電方案的推挽式放大電路如下圖所示：

圖5-05.03

在上面的電路中，當沒有輸入電壓Vi時，晶體管Q1和Q2中間的靜態電壓不再是0，而是為VCC/2，二極管D1和D2中間的電壓也為VCC/2，因此，輸入和輸出端都需要加上耦合電容來隔離直流分量。