甲類工作狀態(tài)晶體管存在問題 → 乙類工作狀態(tài)晶體管管耗小效率高（但存在非線性，即交越失真） → 甲乙類工作狀態(tài)晶體管（但存在功率管匹配異型困難） → 準(zhǔn)互補(bǔ)對稱放大電路(ocl) → 單電源互補(bǔ)功率放大電路（otl） → 變壓器耦合功率放大電路
1、互補(bǔ)對稱式乙類功率放大電路
1.結(jié)構(gòu)
圖9.1（a）所示電路采用兩個npn和pnp管各一只，且特性對稱，組成互補(bǔ)對稱式射極輸出器。簡稱ocl電路，意為無輸出耦合電容。
2.工作原理
靜態(tài)時： u i =0 → i c2 = i c2 =0 （乙類工作狀態(tài)） → u o =0 。
動態(tài)時： u i >0 → vt2導(dǎo)通，vt3截止 → i o = i c2 ；
u i <0 → vt3導(dǎo)通，vt2截止 → i o =− i c3 。
特點(diǎn)：
（1） i bq 、 i cq 等于零。
（2）兩管均工作半個周期。
3.分析計(jì)算
（1）輸出功率
由電路可知，輸出電壓 u o 變化范圍為： 2( u cc − u ces )=2 i cm × r l
若忽略管子飽和壓降 u ces ，則：
輸出電流最大值 i cm = u cc r l
輸出電壓最大值 u cm = u cc
輸出最大功率 p om = i cm 2 × u cm 2 = u cc 2 r l × u cc 2 = u cc 2 2 r l
（2）直流電源供給的功率
因?yàn)閮晒芨鲗?dǎo)通半個周期（不考慮失真），每個電源只提供半個周期的電流，且每管電流平均值為
i c = 1 2π ∫ 0 π i c2 d(ω t) = 1 2π ∫ 0 π i cm sin(ω t)d(ω t) = 1 2π u cc r l [ −cosω t ] 0 π = 1 2π u cc r l ×2= 1 π u cc r l
所以，總功率為 p v =2 i c u cc = 2 π u cc 2 r l
（3）效率
η= p om p v = π 4 =78.5%
（4）晶體管耗散功率
2 p t = p v − p om = 2 π u cc i cm − 1 2 u cc i cm = 2 u cc u cm π r l − u cm 2 2 r l
將上式對 u cm 求導(dǎo)并令其為零，得：
d p t d u cm = 2 u cc π r l − u cm r l =0
即 u cm = 2 π u cc ≈0.64 u cc
代入上式，可求得最大管耗
2 p t = 2 u cc π r l 2 u cc π − 1 2 r l ( 2 u cc π ) 2 = 4 π 2 u cc 2 2 r l = 4 π 2 p om ≈0.4 p om
4.缺點(diǎn)
電路存在交越失真。如圖9.1（b）圖所示，是由于三極管的死區(qū)電壓所造成，屬非線性失真。
2、互補(bǔ)對稱式甲乙類功率放大電路
1.甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路
（1）基本工作原理
圖9.2（a）所示電路中除增加驅(qū)動級vt1管外，還增加了兩只二極管vd1、vd2，目的是建立一定的直流偏置，偏置電壓大于管子死區(qū)電壓，以克服交越失真。此時管子工作于甲乙類狀態(tài)。
靜態(tài)：利用vt1基極電流在vd1、vd2的正向壓降給vt1、vt3兩管提供基極偏置電壓，發(fā)射結(jié)電位分別為vd1、vd2的正向?qū)▔航?，致使兩管處于微弱?dǎo)通狀態(tài)——甲乙類狀態(tài)。
兩管靜態(tài)電流相等，負(fù)載上無靜態(tài)電流，輸出電壓 u o =0 。
動態(tài)：當(dāng)有交流信號輸入時，vd1和vd2的交流電阻很小，可視為短路，從而保證兩管基極輸入信號幅度基本相等。兩管輪流工作， i c2 、 i c3 波形如圖9.2（b）所示，因?yàn)樨?fù)載電流為兩者之差，反相相加后得到的， i o 波形如圖9.2（b）所示，明顯改善了交越失真。
（2）分析計(jì)算
在忽略vt2、vt3管的飽和壓降時，該電路的最大輸出功率和效率與乙類相同。
（3）電路存在問題
第一：當(dāng)要求輸出功率較大時，要求推動功率管的基極電流也要很大，而由于功放管的 β 不會很大，所以驅(qū)動級vt1要提供大電流難以做到。
第二：兩只大功率異型管的的配對比較困難，難以做到特性對稱。
2.準(zhǔn)互補(bǔ)對稱式功率放大電路
為解決上述問題，可以增加復(fù)合管vt2、vt4 → 代替vt2；vt3、vt5 → 代替vt3。這樣，既擴(kuò)大了電流驅(qū)動能力，同時也利用同類型的vt4、vt5作為輸出管，較好地實(shí)現(xiàn)了特性匹配的目的。如圖9.3所示。
3.單電源互補(bǔ)對稱式功率放大電路（otl）
實(shí)際電路中，如收音機(jī)、擴(kuò)音機(jī)中，常采用單電源供電。單電源供電常采用變壓器耦合，這里省略了變壓器，稱為無輸出變壓器。簡稱otl電路，如圖9.4所示。
（1）基本工作原理
靜態(tài)：因兩管對稱，vt2、vt3兩管發(fā)射極e的電位 u e = 1 2 u cc ，負(fù)載無電流。
動態(tài)： u i >0 → vt2導(dǎo)通，vt3截止 → 對負(fù)載供電，并對 c 充電； u i <0 → vt3導(dǎo)通，vt2截止 → 電容 c 通過vt3、 r l 放電維持負(fù)半周電流（電容 c 相當(dāng)于電源）。
注意：應(yīng)選擇足夠大的電容c，以維持其上電壓基本不變，保證負(fù)載上得到的交流信號正負(fù)半周對稱。
（2）分析計(jì)算
同ocl電路分析相同，不同之處只要將式中的 u cc 改為 1 2 u cc 即可，得：
p om = 1 8 u cc 2 r l
p v = 1 2π u cc 2 r l
η= p om p v = π 4 =78.5%
（3）存在問題
在圖9.4 中，當(dāng)e點(diǎn)電位升高時，b點(diǎn)電位基本不變，vt2管基極電流減小，負(fù)載電流減小，使得輸出電壓正方向變化的幅度受到限制，遠(yuǎn)小于 1 2 u cc 。
4.自舉電路
增加電容 c 3 和電阻 r 3 ，如圖9.5所示，靠電路本身抬高 p 點(diǎn)電位，原理如下： u p = u cc − i c1 r 3 u e = 1 2 u cc u c3 = u p − u e }⇒ u c3 = 1 2 u cc − i c1 r 3
若電容 c 3 足夠大，充電后 u c3 基本不變，為一常數(shù)。
由于 u p = u c3 + u e
顯然 u e ↑ → u p ↑
即e點(diǎn)電位升高 → p點(diǎn)電位隨之升高 → vt2充分導(dǎo)通 → 保證負(fù)載兩端有足夠大的電壓變化量。
3、變壓器耦合推挽功率放大電路
前述電路，雖各有特色，但在負(fù)載rl過大或過小時，對負(fù)載管的耐壓或耐流值要求過高，通常的解決辦法就是利用變壓器將實(shí)際的負(fù)載變換成最佳負(fù)載，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，電路如圖9.6所示。
1.工作原理
靜態(tài)時： u i =0 → i c1 、 i c2 均為0 → u 0 =0 。
動態(tài)時： u i >0 → vt1導(dǎo)通，vt2截止 → i o = i c1 ； vt2導(dǎo)通，vt1截止 → i o = i c2 。
通過變壓器tr2將兩個半周合成為一個完整的正弦波，并通過變比 n ，將 r l 變成 n 2 r l ,以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
2.分析計(jì)算
輸出功率為：
p om = u cc n r l
其中 n= n 1 n 2
n 1 ——變壓器tr2原邊繞組匝數(shù)的一半
n 2 ——tr2副邊繞組匝數(shù)
總輸出效率為：
η ′ = η tr η
其中 η tr ——變壓器效率
η ——晶體管輸出效率
3.優(yōu)點(diǎn)：可方便實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，獲得最佳負(fù)載。
缺點(diǎn)：體積大、效率低、頻率特性差，且不易集成。
常用于要求輸出較大功率較大的情況。
4、集成功率放大電路簡介
圖9.7(a)示電路為國產(chǎn)通用型集成功率放大器5g31，其中主要環(huán)節(jié)有：
（1）前置放大級（輸入級）——vt1 、vt2和電阻 r 1 、 r 2 、 r 3 、 r 4 、 r 5 、 r f1 和 r f2 等組成單入、單出的差放電路。
（2）中間放大級——由三極管vt3和vt4組成。vt3為vt4的偏置管，對信號進(jìn)行二次放大。
（3）推動級——vt5、vt6、vt7、vt8和 r 7 構(gòu)成。vt5、vt6、vt7具有溫度補(bǔ)償作用，可穩(wěn)定輸出級靜態(tài)電流，并為輸出級通過適當(dāng)偏置以消除交越失真。
（4）功率放大級——復(fù)合管vt9、vt10為npn管，復(fù)合管vt11、vt12和vt13為pnp管，共同構(gòu)成互補(bǔ)輸出級，為準(zhǔn)互補(bǔ)甲乙類功率放大電路。
5g31實(shí)際應(yīng)用電路和外部接線如圖9.7(b)所示。