共射極放大器是最常用的放大器類型，因為它們可以具有非常大的電壓增益

共用發(fā)射極（CE）放大器設(shè)計用于產(chǎn)生大的輸出電壓擺幅。相對較小的輸入信號電壓僅為幾毫伏，主要用作前面教程中所見的“小信號放大器”。

然而，有時需要一個放大器來驅(qū)動大電阻負(fù)載，例如揚聲器或驅(qū)動機器人中的電機以及需要高開關(guān)電流的這些類型的應(yīng)用功率放大器。

功率放大器的主要功能，也被稱為“大信號放大器”的是輸出功率，功率是負(fù)載的電壓和電流的乘積?；旧瞎β史糯笃饕彩请妷悍糯笃?，不同之處在于連接到輸出的負(fù)載電阻相對較低，例如4Ω或8Ω的揚聲器導(dǎo)致高電流流過晶體管的集電極。

由于這些高負(fù)載電流，用于功率放大器輸出級的輸出晶體管（如2N3055）需要具有比用于小型信號放大器（如BC107）的通用電壓更高的額定電壓和額定功率。

由于我們有興趣為負(fù)載提供最大交流電源，同時消耗電源可能的最小直流電源，我們主要關(guān)注的是放大器的“轉(zhuǎn)換效率”。

然而，其中一個功率放大器尤其是A類放大器的主要缺點是它們的整體轉(zhuǎn)換效率非常低，因為大電流意味著以熱量的形式損失了相當(dāng)大的功率。放大器的百分比效率定義為r.m.s.負(fù)載消耗的輸出功率除以供電電源的總直流功率，如下所示。

功率放大器效率

其中：

η％ - 是效率放大器。

Pout - 輸出到負(fù)載的放大器輸出功率。

Pdc - 取自的直流功率供電。

對于功率放大器，放大器電源的設(shè)計非常重要，可為輸出信號提供最大可用的連續(xù)功率。

A類放大器

最常用的功率放大器配置類型是A類放大器。 A類放大器是最簡單的功率放大器形式，在標(biāo)準(zhǔn)的共發(fā)射極電路配置中使用單個開關(guān)晶體管，如前所述，產(chǎn)生反相輸出。晶體管始終偏置為“ON”，以便在輸入信號波形的一個完整周期內(nèi)導(dǎo)通，從而產(chǎn)生最小失真和輸出信號的最大幅度。

這意味著A類放大器配置是理想的工作模式，因為即使在周期的負(fù)半周期間，輸出波形也不會出現(xiàn)交叉或關(guān)斷失真。 A類功率放大器輸出級可以使用單個功率晶體管或連接在一起的晶體管對來共享高負(fù)載電流?？紤]下面的A類放大器電路。

單級放大器電路

這是最簡單的A類功率放大器電路。它在輸出級使用單端晶體管，電阻負(fù)載直接連接到集電極端子。當(dāng)晶體管“接通”時，它會通過集電極吸收輸出電流，導(dǎo)致發(fā)射極電阻上不可避免的電壓降，從而限制了負(fù)輸出能力。

此類電路的效率非常低（低于30％）并提供小功率輸出，用于直流電源的大量消耗。即使沒有輸入輸入信號，A類放大器級也會傳遞相同的負(fù)載電流，因此輸出晶體管需要大量的散熱器。

然而，另一種簡單的方法是增加電路的電流處理能力。同時獲得更大的功率增益是用達(dá)林頓晶體管代替單輸出晶體管。這些類型的器件基本上是單個封裝內(nèi)的兩個晶體管，一個小“導(dǎo)頻”晶體管和另一個較大的“開關(guān)”晶體管。這些器件的最大優(yōu)點是輸入阻抗適當(dāng)大，而輸出阻抗相對較低，從而降低了功率損耗，從而降低了開關(guān)器件內(nèi)的熱量。

達(dá)林頓晶體管配置

總體電流增益 Beta（β）或 hfe 值達(dá)林頓器件的乘積是晶體管的兩個單獨增益相乘的乘積，與單個晶體管電路相比，非常高的β值以及高集電極電流是可能的。

為了提高A類放大器的全部功率效率，可以設(shè)計直接在集電極電路中連接變壓器的電路，形成一個稱為變壓器耦合放大器的電路。變壓器通過使用變壓器的匝數(shù)比（ n ）匹配負(fù)載的阻抗和放大器輸出的阻抗來提高放大器的效率，下面給出了一個例子。

變壓器耦合放大器電路

作為收集器電流， Ic 由于基極電流的變化，由基極偏置電壓的變化降低到靜態(tài)Q點以下，變壓器磁芯中的磁通量坍塌導(dǎo)致變壓器初級繞組中的感應(yīng)電動勢。這導(dǎo)致瞬時集電極電壓上升到電源電壓的兩倍 2Vcc ，當(dāng)集電極電壓處于其最小值時，給出最大集電極電流兩倍 Ic 。那么這種A類放大器配置的效率可以計算如下。

r.m.s.收集器電壓如下：

r.m.s.收集器電流為：

r.m.s.因此，輸送到負(fù)載（Pac）的功率為：

從電源（Pdc）獲取的平均功率由下式給出：

因此變壓器耦合的A類放大器的效率如下：

輸出變壓器通過匹配負(fù)載的阻抗與放大器輸出阻抗的阻抗來提高放大器的效率。通過使用具有合適匝數(shù)比的輸出或信號變壓器，A類放大器的效率可達(dá)到40％，大多數(shù)商用A類功率放大器都屬于這種配置。

然而，變壓器是一種電感器件，因為它的繞組和磁芯因此最好避免在放大器開關(guān)電路中使用電感元件，因為任何反電動勢都可能在沒有足夠保護(hù)的情況下?lián)p壞晶體管。

這也是一個很大的缺點。類型的變壓器耦合等級A放大器電路是所需音頻變壓器的額外成本和尺寸。

放大器給出的“等級”或類別的類型實際上取決于導(dǎo)通角，部分輸入波形周期的360 o ，其中晶體管導(dǎo)通。在A類放大器中，導(dǎo)通角為輸入信號的整個360 o 或100％，而在其他放大器類別中，晶體管在較小的導(dǎo)通角期間導(dǎo)通。

通過在輸出級使用兩個互補晶體管，其中一個晶體管為NPN或N溝道類型而另一個晶體管為PNP或者可以獲得比A類放大器更大的功率輸出和效率 P溝道（補碼）類型以所謂的“推挽”配置連接。

這種類型的功率放大器配置通常稱為B類放大器，并且我們將在下一個教程中介紹另一種類型的音頻放大器電路。