1. 功率放大电路的基本要求

• 高效率：减少能量损耗（通常用η表示，η = 输出交流功率 / 电源供给的直流功率）。

• 大输出功率：在允许的失真范围内提供最大功率（Po=Vrms×IrmsPo​=Vrms​×Irms​）。

• 低失真：避免信号波形畸变（如交越失真）。

• 良好的散热：功率管需配备散热器

二、主要性能指标

指标	定义	意义
输出功率（\(P_o\)）	负载上获得的交流功率，通常用最大输出功率（\(P_{om}\)）衡量。	直接反映电路驱动能力，如音响功放需匹配扬声器功率需求。
效率（\(\eta\)）	输出功率与直流电源输入功率的比值，\(\eta = \frac{P_o}{P_{DC}} \times 100\%\)。	效率越高，电源能量利用率越高，电路发热越少（如甲类功放效率低，乙类效率高）。
失真度（THD）	输出信号中谐波分量与基波分量的比值，通常用百分比表示。	衡量信号保真度，如 Hi-Fi 音响要求 THD 低于 0.1%。
频率响应	电路增益随频率变化的特性，用通频带（如 20Hz~20kHz）表示。	决定信号放大的频率范围，需覆盖输入信号带宽。
输入电阻 / 输出电阻	输入电阻影响信号源负载，输出电阻影响与负载的匹配（如阻抗匹配可最大化功率传输）。	确保信号有效输入和功率高效输出，如功放与扬声器的阻抗匹配（常见 4Ω、8Ω）。

2. 功率放大电路的分类

根据导通角（信号周期内晶体管导通的比例）不同，分为：

• 甲类（A类）：

  • 导通角360°，晶体管始终导通。

  • 优点：线性度好，失真小。

  • 缺点：效率低（理论最大50%），静态功耗大。

  • 典型电路：共射放大电路（带射极电阻）。

• 乙类（B类）：

  • 导通角180°，每只晶体管导通半个周期。

  • 优点：效率高（理论最大78.5%）。

  • 缺点：存在交越失真（需通过偏置电路解决）。

  • 典型电路：互补对称OCL电路（无输出电容）。

• 甲乙类（AB类）：

  • 导通角180°~360°，介于甲类和乙类之间。

  • 优点：兼顾效率和失真，实用中最常见。

  • 典型电路：加偏置二极管的互补对称电路。

• 丙类（C类）：

  • 导通角<180%，效率更高，但失真大，用于射频调谐电路

3. 典型电路分析

(1) 乙类互补对称OCL电路

• 电路结构：
  由NPN和PNP管组成推挽输出，直接耦合负载，双电源供电。

• 工作原理：
  正半周NPN导通，负半周PNP导通，合成完整波形。

• 交越失真：
  因晶体管死区电压导致，可通过AB类偏置（如二极管或VBEVBE​倍增电路）消除。

(2) 单电源OTL电路

• 特点：
  单电源供电，输出端接大电容耦合负载。

• 静态工作点：
  中点电压为VCC/2VCC​/2，电容充电后作为负半周的“虚拟电源”。

4. 关键参数计算

• 输出功率（以OCL为例）：

  Po=Vom22RL(Vom为输出峰值电压)Po​=2RL​Vom2​​(Vom​为输出峰值电压)

  最大功率（理想情况下）：

  Pomax=VCC22RLPomax​=2RL​VCC2​​

• 效率：
  乙类理论最大效率：

  η=π4≈78.5%η=4π​≈78.5%

  实际效率因饱和压降、失真等会降低。

• 管耗：
  每管最大功耗：

  PTmax≈0.2PomaxPTmax​≈0.2Pomax​

5. 功率管选型与保护

• 选型要求：

  • 集电极最大电流 ICM>VCC/RLICM​>VCC​/RL​。

  • 反向击穿电压 VBR(CEO)>2VCCVBR(CEO)​>2VCC​。

  • 功耗 PCM>0.2PomaxPCM​>0.2Pomax​。

• 保护措施：

  • 加散热片。

  • 过流保护（如保险丝、电流检测电路）。

  • 避免二次击穿（使用安全工作区SOA参数）。

6. 实际设计注意事项

• 消除交越失真：AB类偏置电压通常设为2VBE2VBE​（约1.2~1.4V）。

• 自举电路：用于OTL电路提升正向输出幅度。

• 频率响应：功率带宽需覆盖信号频率范围。

7. 应用场景

• 音频放大器：AB类功放（如TDA2030、LM386）。

• 射频功放：丙类用于高频信号放大。

• 电机驱动：H桥功率放大电路。

8、小结（关键点）

1. 效率与失真的权衡：甲类保真但低效，乙类高效需解决失真，AB类为折衷方案。

2. 电路选择依据：

   • 高保真音频：甲类/AB类

   • 电池供电设备：D类

   • 中功率场景：乙类/AB类

3. 核心挑战：热管理、非线性失真抑制。

4. 现代趋势：D类放大器在便携设备中普及，传统线性放大器仍用

5. 于高精度场合。

综合电路读图

集成功放电路

特点：工作可靠、使用方便。只需要在其间外部适当连线，即可向负载提供一定的功率。

常用电子元件：LM384；

电路形式：OTL；

输出功率：8欧姆负载上可获得5W的功率；

电源电压：最大为28V。

LM384内部结构

首先找输入输出，输入有两个，说明是差分放大电路；
T1、2，T3、4都是复合管；
采用差分放大电路是为了消除“零飘”：没有输入信号时，由于半导体器件收温度影响，使静态工作点产生微小变化，在多级放大电路后，得到一个显著的变化（输出信号）。
双入、单出；
信号从T12出来，不走电容（防止自激放大）；经过T12放大，往上走；
T7、8、9构成功放管，其中T8、9为PNP型复合管；
R 2 R_2R2

输入端进来是差分放大电路；
发射极进去只可能是集电极出来；从基极进去，可能从集电极走（放大），也可能从发射极（射随器）走；
信号从8口出去，进入T16（与T7构成复合管，起到放大作用），进入T24；
T19、T18、R8构成的电路目的是消除交越失真；
T15、T21起到保护功放管（T14，T20）的作用；T15截流，一旦电流大，就从T15走了，缓解T14的压力；
T22、23构成镜像电流源。

功放电路的类型

基本分类

根据功率管导通时间/导通角的不同将功放电路分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等多种类型

功放电路的性能指标
最大输出功率P

静态分析是分析在直流状态下，电路的一些参数，目的是为了判断电路所处状态（本次课程中，绝大多数都默认电路处于放大状态，所以V B E = 0.7 V V_{BE}=0.7VV 
BE
​
 =0.7V）同时也为动态分析计算提供必需的数据。

动态分析是分析在交流状态下，电路的性能参数，比如增益、输入电阻、输出电阻，用于判断电路性能的好坏。

动态分析时，需要对直流电源置零，但是静态工作点带来的参数是依然有影响的。这里的0电位点正是基于静态分析得到的。