A 类放大器 – 效率较低,低于 40%,但信号再现和线性度良好。
B 类放大器 – 效率是 A 类放大器的两倍,最大理论效率约为 70%,因为放大器件仅传导(并使用功率)一半的输入信号。
AB 类放大器 – 效率等级介于 A 类和 B 类放大器之间,但信号再现能力比 A 类放大器差。
C 类放大器 – 是最高效的放大器类别,但失真非常高,因为只有一小部分输入信号被放大,因此输出信号与输入信号几乎没有相似之处。C 类放大器的信号再现最差。
放大器简介——A类放大器
A 类放大器的基本配置很好地介绍了放大器电路。A 类放大器工作时,由于晶体管在其有源区域内完美偏置,因此整个输入信号波形在放大器输出端子处忠实地再现。这意味着开关晶体管永远不会被驱动到其截止或饱和区域。结果是交流输入信号完全“居中”在放大器信号上限和信号下限之间,如下所示。
A类放大器输出波形
A类波形
A 类放大器配置对输出波形的两半使用相同的开关晶体管,并且由于其中心偏置布置,输出晶体管始终有恒定的直流偏置电流 ( ICQ ) 流过它,即使没有存在输入信号。换句话说,输出晶体管永远不会“关闭”并且处于永久空闲状态。
与 A 类放大器不同,B 类操作没有直接 DC 偏置电压,但晶体管仅在输入信号大于基极-发射极电压 ( V BE ) 时才导通,对于硅晶体管而言,该电压约为 0.7v。因此,输入信号为零时,输出为零。由于只有一半的输入信号出现在放大器输出端,因此与之前的 A 类配置相比,这提高了放大器效率,如下所示。
B类放大器输出波形
B类波形
在 B 类放大器中,没有使用直流电压来偏置晶体管,因此为了使输出晶体管开始导通正负波形的每一半,它们需要基极-发射极电压V BE大于标准双极晶体管开始导通所需的 0.7V 正向压降。
因此,低于 0.7v 窗口的输出波形的下半部分将无法准确再现。一旦V BE > 0.7V,一个晶体管就会“关闭”,等待另一个晶体管重新“开启”,这会导致输出波形出现失真区域。结果是在零电压交叉点处有一小部分输出波形会失真。这种类型的失真称为交叉失真,本节稍后将对此进行介绍。
放大器简介-AB类放大器
AB 类放大器是上述 A 类和 B 类配置之间的折衷方案。虽然 AB 类操作在其输出级中仍然使用两个互补晶体管,但当不存在输入信号时,向每个晶体管的基极施加非常小的偏置电压,以将它们偏置到接近其截止区域。
输入信号将使晶体管在其有源区域内正常工作,从而消除 B 类配置中始终存在的任何交叉失真。当没有输入信号时,小的偏置集电极电流 ( ICQ ) 将流过晶体管,但通常比 A 类放大器配置的电流小得多。
因此,每个晶体管在输入波形的半个周期多一点的时间内导通“ON”。与上述纯 A 类配置相比,AB 类放大器配置的小偏置提高了放大器电路的效率和线性度。