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會員注冊在電子學中，放大器是最常用的電路器件，具有巨大的應用可能性。在音頻相關電子產品中，前置放大器和功率放大器是兩種不同類型的放大器系統，用于聲音放大相關目的。但是，除了這種特定于應用的目的之外，各種類型的放大器之間存在巨大差異，主要是功率放大器。因此，在這里我們將探討不同類別的放大器及其優缺點。
放大器的工作類別由放大管的I-V曲線，根據電流導通角θ的不同進行分類。可分為甲（A）類、甲乙（AB）類、乙（B）類、丙（C）類、丁（D）類、戊（E）類等，還有F、S類的高效率放大器，其中有些僅作為特殊用途使用。
高效率放大器是民用通訊功率放大器追求的最大目標之一，對雷達工程微波來說，最常用的是A類及AB類，且微波放大器設計的難點不在工作類別的設計上，而在匹配、散熱、外圍電路等設計環節，此部分內容可以作為設計參考了解一下。
使用字母對放大器進行分類
放大器等級是放大器性能和特性的標識。不同類型的功率放大器在電流通過時會給出不同的響應。根據它們的規格，放大器被分配了不同的字母或代表它們類別的字母表。有不同類別的放大器，從 A、B、C、AB、D、E、F、T 等開始。在這些類別中，最常用的音頻放大器類別是 A、B、AB、C。其他類別是使用開關拓撲和PWM（脈寬調制）的現代放大器技術來驅動輸出負載。有時，傳統類的改進版本會分配一個字母以將它們歸類為不同類的放大器，例如 G 類放大器是 B 類或 AB 類放大器的改進型放大器類。
放大器的類別表示電流通過放大器時輸入周期的比例。輸入周期是從放大器輸入中的正弦波傳導導出的傳導角。在整個周期內，該導通角與放大器的導通時間高度成比例。如果放大器在一個周期內始終開啟，則導通角將為 360 度。因此，如果放大器提供 360 度導通角，則放大器使用完整的輸入信號，并且有源元件在完整正弦周期的 100% 時間段內導通。
下面，我們將展示傳統的功率放大器類別，包括 A 類、B 類、AB 類和 C 類，以及廣泛用于開關設計的 D 類放大器。這些類不僅用于功率放大器，還用于音頻放大器電路。
A類放大器
A類放大器是一種具有高線性度的高增益放大器。在 A 類放大器的情況下，導通角為 360 度。如上所述，360 度導通角意味著放大器設備始終保持活動狀態并使用完整的輸入信號。下圖顯示了一個理想的 A 類放大器。
正如我們在圖像中看到的，有一個有源元件，一個晶體管。晶體管的偏壓始終保持導通。由于這種永不關閉的特性，A 類放大器提供了更好的高頻和反饋回路穩定性。除了這些優點之外，A 類放大器還易于使用單一器件和最少的零件數來構建。
盡管有優點和高線性度，當然，它也有很多局限性。由于連續傳導的特性，A 類放大器引入了高功率損耗。此外，由于高線性度，A 類放大器會產生失真和噪聲。電源和偏置結構需要仔細選擇組件，以避免不必要的噪聲并將失真降至最低。
由于甲類功放功率損耗大，會發熱，需要較大的散熱空間。A 類放大器的效率非常低，理論上，如果使用通常的配置，效率在 25% 到 30% 之間變化。使用電感耦合配置可以提高效率，但這種情況下的效率不會超過 45-50%，因此它只適用于低信號或低功率電平放大目的。
B類放大器
B類放大器與 A 類放大器有點不同。它是使用兩個有源器件創建的，這兩個有源器件進行實際周期的一半，即 180 度的周期。兩個器件為負載提供聯合電流驅動。
上圖中顯示了一個理想的 B 類放大器配置。它由兩個有源器件組成，在正弦波的正半周期和負半周期中一個一個地偏置，因此信號從正端和負端被推或拉到放大電平，并結合結果我們得到完整的輸出周期.每個設備打開或激活半個周期，因此效率得到提高，與 A 類放大器的 25-30% 效率相比，理論上它提供超過 60% 的效率。我們可以在下圖中看到每個設備的輸入和輸出信號圖。B類放大器的效率不超過78%。此類產品的散熱量降至最低，提供了較小的散熱空間。
但是，這個類也有局限性。此類的一個非常深刻的限制是交叉失真。由于兩個設備提供正弦波的每一半，這些正弦波在輸出端組合并連接，因此在該區域存在不匹配（交叉），其中兩半組合在一起。這是因為當一個設備完成半個周期時，另一個設備需要在另一個設備完成工作時幾乎同時提供相同的功率。很難在 A 類放大器中修復此錯誤，因為在有源設備期間，另一個設備仍然完全處于非活動狀態。該誤差導致輸出信號失真。由于這個限制，它是精密音頻放大器應用的主要失敗。
AB類放大器
克服交叉失真的另一種方法是使用 AB放大器。AB類放大器使用A類和B類的中間導通角，因此我們可以在這種AB類放大器拓撲結構中看到A類和B類放大器的特性。與 B 類相同，它具有與兩個有源設備相同的配置，這兩個有源設備在一半的周期內單獨導通，但每個設備的偏置不同，因此它們在不可用時刻（交叉時刻）不會完全關閉。每個器件在完成正弦波的一半后不會立即離開導通，而是在另外半個周期進行少量輸入。使用這種偏置技術，死區期間的交叉失配會顯著減少。
但在這種配置中，效率會隨著器件線性度的降低而降低。效率仍然高于典型 A 類放大器的效率，但低于 B 類放大器系統。此外，需要仔細選擇具有完全相同額定值的二極管，并且需要放置在盡可能靠近輸出設備的位置。在某些電路結構中，設計人員傾向于添加小值電阻器來為器件提供穩定的靜態電流，從而最大限度地減少輸出端的失真。
C類放大器
除了 A、B 和 AB 類放大器之外，還有另一種放大器 C 類。它是一種傳統放大器，其工作方式與其他放大器類不同。C類放大器是調諧放大器，它工作在兩種不同的工作模式，調諧或未調諧。C類放大器的效率遠高于A、B、AB類。在射頻相關操作中可實現最大 80% 的效率
C類放大器使用小于180度的導通角。在未調諧模式期間，放大器配置中省略了調諧器部分。在此操作中，C 類放大器還會在輸出端產生巨大失真。
當電路暴露于調諧負載時，電路鉗位輸出偏置電平，平均輸出電壓等于電源電壓。調諧操作稱為clamper。在此操作期間，信號得到正確的形狀，中心頻率的失真也減少了。
在典型用途中，C 類放大器提供 60-70% 的效率。
D類放大器
D類放大器是一種使用脈沖寬度調制或PWM的開關放大器。在直接輸入信號隨可變脈沖寬度變化的情況下，導通角不是一個因素。
在這個 D 類放大器系統中，線性增益不被接受，因為它們的工作方式就像一個典型的開關，只有兩個操作，ON 或 OFF。
在處理輸入信號之前，模擬信號通過各種調制技術被轉換成脈沖流，然后被應用到放大器系統。由于脈沖持續時間與模擬信號相關，因此在輸出端使用低通濾波器再次重建。
D 類放大器是A、B、AB、C 和 D 段中功率效率最高的放大器類別。它具有較小的散熱量，因此需要較小的散熱器。該電路需要各種開關元件，例如具有低導通電阻的 MOSFET。
它是數字音頻播放器或控制電機中廣泛使用的拓撲。但我們應該記住，它不是數字轉換器。盡管對于更高的頻率，D 類放大器并不是一個完美的選擇，因為它在少數情況下具有帶寬限制，具體取決于低通濾波器和轉換器模塊的功能。
其它放大器類
除了傳統功放，還有幾類，分別是E類、F類、G類、H類。
E類放大器是一種采用開關拓撲結構、工作在射頻的高效功率放大器。單極開關元件和調諧電抗網絡是與 E 類放大器一起使用的主要組件。
F類是諧波方面的高阻抗放大器。它可以使用方波或正弦波驅動。對于正弦波輸入，該放大器可以使用電感器進行調諧，并可用于增加增益。
G 類使用軌開關來降低功耗并提高效率性能。而H類是G類的進一步改進版。
A類放大器用放大器。在某些情況下，字母由制造商提供，用于表示其專有設計。一個最好的例子是 T 類放大器，它是一種特殊類型的開關 D 類放大器的商標，用于 Tripath 的放大器技術，這是一項專利設計。
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