乙類推挽功率放大器是一種高效且常用的功率放大電路，它通過在正半周期和負(fù)半周期分別使用兩個(gè)特性相同的晶體管，來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的完整放大。本文將從工作原理、電路結(jié)構(gòu)、參數(shù)計(jì)算、優(yōu)缺點(diǎn)等方面對(duì)乙類推挽功率放大器進(jìn)行詳細(xì)的分析和闡述。

一、工作原理

乙類推挽功率放大器的基本工作原理是：利用兩只參數(shù)相同的晶體管，分別工作在輸入信號(hào)的正半周期和負(fù)半周期，然后通過一定的電路結(jié)構(gòu)將兩者的輸出波形在負(fù)載上組合起來，得到一個(gè)完整的輸出波形。

具體來說，乙類推挽功率放大器包含兩個(gè)主要的晶體管，一般選擇NPN型和PNP型晶體管各一只。當(dāng)輸入信號(hào)為正半周期時(shí)，NPN型晶體管導(dǎo)通，PNP型晶體管截止，負(fù)載上得到正半周期的信號(hào)；當(dāng)輸入信號(hào)為負(fù)半周期時(shí)，NPN型晶體管截止，PNP型晶體管導(dǎo)通，負(fù)載上得到負(fù)半周期的信號(hào)。通過這種方式，兩個(gè)晶體管在輸入信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)輪流導(dǎo)通，形成互補(bǔ)工作狀態(tài)，最終在負(fù)載上合成一個(gè)完整的輸出波形。

為了激勵(lì)這兩個(gè)晶體管，電路一般需要使用正負(fù)兩組電源供電，并且通過一個(gè)輸入變壓器（T1）對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行倒相，產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、極性相反的信號(hào)電壓，分別激勵(lì)兩個(gè)晶體管。此外，還需要一個(gè)輸出變壓器（T2）將兩個(gè)晶體管的輸出信號(hào)合成完整的正弦波。

二、電路結(jié)構(gòu)

乙類推挽功率放大器的典型電路結(jié)構(gòu)如下：

輸入變壓器（T1）：用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行倒相，產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、極性相反的信號(hào)電壓，分別激勵(lì)兩個(gè)晶體管。

功率放大管（V1、V2）：組成對(duì)管結(jié)構(gòu)，V1為NPN型晶體管，V2為PNP型晶體管。兩者在輸入信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)輪流導(dǎo)通，工作在互補(bǔ)狀態(tài)。

輸出變壓器（T2）：用于將V1和V2的輸出信號(hào)合成完整的正弦波。

分壓式電流負(fù)反饋偏置電路（Rb1、Rb2、Re）：用于設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，避免交越失真。靜態(tài)時(shí)，V1和V2處于微導(dǎo)通狀態(tài)，從而使晶體管工作在甲乙類狀態(tài)，既保證了效率，又減少了失真。

三、參數(shù)計(jì)算

乙類推挽功率放大器的參數(shù)計(jì)算主要包括輸出功率、集電極效率、晶體管的最大功耗等。

輸出功率（Po）：

整個(gè)放大器（兩個(gè)晶體管）的輸出功率為：

其中，Ucem?為輸出電壓，Icm?為輸出電流。若不考慮晶體管的飽和壓降，則輸出功率的最大值為：

集電極最大功耗（PCmax）：

?

此公式可作為選擇功率管的依據(jù)。

集電極效率（ηC）：

集電極效率是集電極輸出功率與電源供給功率之比，它與晶體管的電壓利用系數(shù)（晶體管輸出電壓與電源電壓之比）有關(guān)。當(dāng)電壓利用系數(shù)為1時(shí)，效率最高，即：

晶體管的耐壓：

放大器工作時(shí)，晶體管EC極可能承受的最大耐壓為電源電壓的兩倍，即要求晶體管的耐壓BVCEO大于2Ec，這也是選取晶體管的一條依據(jù)。

四、波形分析與失真

乙類推挽功率放大器在工作過程中，會(huì)出現(xiàn)一些波形失真問題，其中最常見的是交越失真。

交越失真：

由于晶體管的輸入特性和輸出特性，在電流趨于零時(shí)，都存在一個(gè)非線性失真特別嚴(yán)重的區(qū)域。因此，當(dāng)兩個(gè)晶體管的輸出電流相互交替時(shí)，其波形和輸入波形相差較大，導(dǎo)致輸出波形在正負(fù)半周期交接處出現(xiàn)失真，這種失真稱為交越失真。

消除交越失真的方法：

為了消除交越失真，可以分別給兩個(gè)晶體管的發(fā)射結(jié)加很小的正偏壓，使兩個(gè)晶體管在靜態(tài)時(shí)各有一個(gè)很小的Ic流過。這樣，既可以消除交越失真，又不會(huì)對(duì)效率有很大影響。嚴(yán)格來說，此時(shí)晶體管已工作在甲乙類狀態(tài)，但由于靜態(tài)偏壓較小，所以一般仍稱為乙類放大器。

五、優(yōu)缺點(diǎn)分析

乙類推挽功率放大器具有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：

效率高：由于乙類放大器靜態(tài)電流為零，使得效率得以提高，通?？梢赃_(dá)到78.5%左右的最大效率。

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：采用兩個(gè)參數(shù)相同的晶體管，以推挽方式存在于電路中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

輸出能力強(qiáng)：由于兩個(gè)晶體管輪流導(dǎo)通，輸出能力強(qiáng)，適用于大功率放大場(chǎng)合。

缺點(diǎn)：

存在交越失真：由于晶體管的非線性特性，導(dǎo)致正負(fù)半周期交接處出現(xiàn)失真。

頻率特性不好：由于輸出變壓器和晶體管的高頻特性限制，乙類推挽功率放大器的頻率特性較差，適用于低頻放大場(chǎng)合。

開關(guān)管承受電壓高：由于變壓器帶有中心抽頭，且開關(guān)管在關(guān)斷瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的電壓尖峰，對(duì)開關(guān)管的耐壓要求較高。

六、應(yīng)用實(shí)例

乙類推挽功率放大器在音頻放大器、射頻放大器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用實(shí)例：

音頻放大器：

在音頻放大器中，乙類推挽功率放大器用于放大音頻信號(hào)，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。由于乙類推挽功率放大器效率高、輸出能力強(qiáng)，使得音頻放大器具有較高的功率輸出和較低的功耗。

射頻放大器：

在射頻放大器中，乙類推挽功率放大器用于放大射頻信號(hào)，用于無線通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)部分。由于乙類推挽功率放大器具有較高的效率，使得無線通信系統(tǒng)能夠更有效地利用能源，提高發(fā)射機(jī)的功率輸出和覆蓋范圍。

七、總結(jié)

乙類推挽功率放大器是一種高效且常用的功率放大電路，它通過兩個(gè)特性相同的晶體管在正半周期和負(fù)半周期輪流導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的完整放大。雖然乙類推挽功率放大器存在一些缺點(diǎn)，如交越失真和頻率特性不好等，但其高效、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)使其在音頻放大器、射頻放大器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通過合理的電路設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇，可以進(jìn)一步提高乙類推挽功率放大器的性能和穩(wěn)定性，滿足各種應(yīng)用需求。