所有放大器都是功率放大器，但是，信號處理系統(tǒng)的前級作用是處理小信號。前幾級設(shè)計成有較高的電壓增益，因為電壓增益是放大器的重要性能，這些放大器被稱作電壓放大器。圖12－1是一個完整的簡單音頻放大器框圖。麥克風(fēng)產(chǎn)生一個很小信號，在mv級范圍。第一級是放大弱的音頻信號，最后面的那一級產(chǎn)生一個更大信號，稱作功率放大器。
功率放大器設(shè)計成具有大的功率增益。它必須處理大的電流和電壓。大的電壓和電流才產(chǎn)生一個大的功率。功率放大器的效率非常重要。高效功放的作用是把它從電源取得的直流功率盡可能多地變成信號功率。參見圖12－2，注意功率放大器的功能就是把直流功率變成信號功率，它的效率是：
η = (信號輸出功率/直流輸入功率)×100%
圖12－2的功率放大器產(chǎn)生8w的信號輸出功率。16v的電源向放大器提供1a電流。輸入放大器的直流功率是：
p＝ui =16w
放大器的效率是：
效率= ( 8w/16w )x 100% = 50%
在大功率系統(tǒng)中效率很重要，例如假設(shè)在音樂放大器中，要求100w的音頻輸出，又假設(shè)功率放大器的效率只有百分之十。這樣電源必須對放大器提供1000w功率。一個1kw電源又大、又重、又貴。發(fā)熱將是這個音樂放大器的另一個問題。1kw 的輸入功率中，有900w變成熱，這個系統(tǒng)需要一個大的冷卻風(fēng)扇。
例1
一個放大器從40v的電源吸收2a的電流，輸出功率52w時,它的效率是多少?耗散在這個放大器上的功率是多少?
首先求直流的輸入功率：
pin = u×i ＝40v×2a＝80 w
求效率：
η=(pout/pin)×100% = (52w /80)×1oo% = 65%
輸入與輸出之差就是耗散功率(耗散的熱):
p耗散= pin - pout = 80 w - 52 w =28w
例2
一個汽車立體聲放大器每個聲道額定輸出功率是70w，它的效率是60％，輸出額定功率時，需要多大的電流？汽車電子系統(tǒng)工作電壓是12v。
第一步是求輸入功率，然后確定電流。整理效率公式得出：
pin = pout/ ηc = 140w/0.6 =233w
由功率公式得出：
i = p/u = 233 w / 12v = 19.4a
上所提到的放大器電路都屬于甲類放大器。甲類放大器工作在負載線的中心點，見圖12－3。甲類工作點只需要一個晶體三極管就能夠給出最大的不失真的輸出振幅。輸出信號較好地還原了輸入信號、失真低，這是甲類工作最大的優(yōu)點。
圖12－4顯示了另一種工作類型，稱乙類放大器。工作點處在負載線的截止點。通過對三極管的發(fā)射結(jié)零偏置，以實現(xiàn)該目的。零偏置就是只對入信號的半波進行放大。只有能使基極發(fā)射極二極管導(dǎo)通的部分才產(chǎn)生輸出信號。在輸入信號的正半周期，晶體三極管導(dǎo)通，乙類放大器有180°導(dǎo)通角。甲類放大器在整個的輸入信號的周期導(dǎo)通。它們有360°的導(dǎo)通角。
放大器工作在乙類有什么好處? 先不管失真，乙類放大器的優(yōu)點是它的效率較高，放大器的偏置設(shè)置在截止點，靜態(tài)時沒有電流，可以節(jié)省能量。
甲類浪費能量在小信號時特別明顯。甲類放大器工作在負載線的中點這意味著電源電壓的一半是降在三極管上，流過晶體三極管的電流是飽和電流的一半，該電壓和電流產(chǎn)生的功率都消耗在晶體三極管上，在甲類放大器中這種能量的消耗是一個常數(shù)，即使在沒有信號時，也從電源吸收能量。
乙類放大器工作在截止?fàn)顟B(tài)，無輸入信號時晶體三極管的電流是零。電流為零意味功率為0w，沒有信號,電源就沒有消耗，輸入信號的振幅越大，電源的消耗就越大。乙類放大器排除了固定的能量的消耗，因此它的效率比較高，在大功率應(yīng)用中這是很重要的。用兩只晶體三極管可消除大部分失真。每個晶體三極管放大信號的一半，這樣的線路雖然有些復(fù)雜，但效率提高了。
通過改變放大器的偏置方式，還有甲乙類和丙類功率放大器。偏置控制了工作點、導(dǎo)通角和工作類型。表1總結(jié)了各類放大器的重要特性?，F(xiàn)在來研究該表，并作為本章后面幾節(jié)的參考。對于第一次研究放大器的人，很容易將不同的類別和術(shù)語混在一起，表2有助于你組織思路。
表1各類放大器的特點：
甲類
甲乙類
乙類
丙類
效率
50％（變壓器耦合）
在甲類和乙類之間
78.5%
100%
導(dǎo)通角
360°
在甲類和乙類之間
180°
小(近似90°)
失真
低
適中
高
非常高
偏置(發(fā)射結(jié))
正偏(負載線中心)
正偏(截止點附近)
0(在截止點處)
反偏(超過截止點)
應(yīng)用
幾乎用在所有的小信號放大器。
個別用在音頻中功率放大器中。
用在音頻和無線電頻率的功率放大級。
用于功放級。
由于失真一般不用在音頻方面。
一般限于無線電頻率。用調(diào)諧電路消除大部分失真。
表2放大器的術(shù)語解釋：
說 明 與 例 子
電壓放大器
電壓放大器是小信號放大器。它們處在系統(tǒng)的前級，常具有高的電壓增益。音頻前置放大器就是一個很好的例子。
功率放大器
功率放大器是大信號放大器，處在系統(tǒng)的后級。常具有大的功率增益而且效率高。音頻放大器的輸出級就是一個功率放大器的一個很好的例子。
組態(tài)
放大器的組態(tài)說明信號是如何饋入，如何從放大裝置中取出信號。對于雙極型三極管，說明是共發(fā)射極組態(tài)、共集電極組態(tài)還是共基極組態(tài)。對于場效應(yīng)管，說明了是共源、共漏還是共柵組態(tài)。
耦合
耦合是如何把信號從前級傳送到后級。耦合可以是電容耦合、直接耦合和變壓器耦合。
應(yīng)用
放大器可以根據(jù)它們用途分類，如音頻放大器、電壓放大器、射頻放大器、直流放大器和帶通放大器和寬帶放大器等。
類型
類型涉及到如何設(shè)置放大裝置的偏置，放大器能夠偏置在甲類、乙類甲乙類或丙類工作。電壓放大器一般偏置在甲類；為改善效率，功率放大器可以用乙類、甲乙類或丙類工作。