如何提高模拟类晶体管功率放大器的性能？

模拟类功率放大器以线性放大为基础，即把连续变化的模拟音频信号直接进行线性放大。

模拟类晶体管功率放大器按功率放大管的静态工作点设置可分为A类（又称甲类）、B类（又称乙类）和AB类（又称甲乙类）。其中，A类功率放大器失真最小、音质最好，但电源转换效率最低，一般只有20%左右，主要用于小功率输出、追求高音质的Hi-Fi发烧友扩声。B类功率放大器的电源转换效率较高，但失真比A类大，尤其是在小信号输出时（1/100输出功率）失真更明显，因此，专业扩声系统很少采用。A/B类晶体管功率放大器综合了A类功率放大器和B类功率放大器的优点，电源转换效率可达50%左右，失真较小，是扩声工程最常用的功率放大器类型。图8-1是A/B类功率放大器的静态工作点设置。

图8-1 A/B类功率放大器的静态工作点设置

1.PNP/NPN互补型双极晶体管功率放大器

PNP/NPN互补型双极晶体管功率放大器是最常用的模拟类晶体管功率放大器，具有许多宝贵优点，失真指标可做到万分之一，但其音质听感总不如电子管功率放大器那么逼真、细腻，尤其是在瞬态变化快而清脆的打击乐和钢琴演奏方面感觉最明显。

2.MOSFET场效应晶体管功率放大器

20世纪80年代初，欧洲有些专业公司开始研究晶体管功率放大器与电子管功率放大器之间的性能差异和解决办法。电子管是一种电压控制器件，需要的控制功率极微，开关速率很快。双极晶体管是一种电流控制器件，需有较大的控制电流，转换速率较慢。这是最基本的差别。

80年代中期，欧洲首先推出了采用MOSFET场效应晶体管功率放大器。MOSFET场效应晶体管既具有晶体管的基本优点，又有电子管的电压控制、转换速率较快的优点。但使用不久发现这种功率放大器无法外加保护电路，影响了功率放大器的可靠性，最大输出功率也受到了限制等。

20世纪90年代初，MOSFET的制造技术有了很大突破，出现了一种高速MOSFET大功率开关场效应晶体管。西班牙艺格（ECLER）公司经多年研究，攻克了非破坏性保护系统的SPM专利技术，推出了集电子管功率放大器和晶体管功率放大器两者优点的第三代MOSFET场效应晶体管功率放大器产品，在欧洲市场上获得了认可，并逐步在世界上得到了应用。第三代MOSFET开关场效应晶体管功率放大器的中频和高频音质接近电子管功率放大器，但低频的柔和度比双极晶体管功率放大器差一些，此外MOSFET开关场效应管容易发生因输入过载而损坏。现在主要用于有源扬声器产品中（因它的温升不到80℃，不会引起扬声器安全问题）。

3.H类功率放大器

H类功率放大器以AB类放大器为基础，为降低静态功率损耗，采用多级供电方法，在输出功率较小时，采用低电压供电，并输出功率较大时，采用高电压供电，并采用电子开关快速自动切换功率放大器级的供电电压。(www.xing528.com)

H类功率放大器使功率晶体管保持较低的管压降和管耗，从而获得较高的转换效率。图8-2是H类功率放大器级的多级供电原理。

H类功率放大器解决了AB类音频功率放大器的静态功耗大、电源转换效率低的缺点。供电电压层数越多，能效提高越多，但电路越复杂。此外，H类功率放大器在切换供电电压时，输出波形上会出现图8-3所示的一些毛刺，俗称“胡须”，这些“胡须”会影响听感，限制了它的推广应用。

4.G类功率放大器

为解决输出波形上的“胡须”问题，将H类功率放大器中的电子开关切换供电电压改为连续线性跟踪控制，这种功率放大器称为G类功率放大器。

G类功率放大器继承了H类功率放大器的优点，克服了“胡须”效应的缺点，但是G类功率放大器需耐高压、大功率、电路结构复杂、产品成本较高。

模拟功率放大器技术已经发展到了极限，很难再有突破性进展，已无法满足进入数字音频网络扩声系统时代的要求了。网络数字功率放大器以其特有的优越性取代模拟功率放大器是发展的必然趋势。

图8-2 H类功率放大器级的多级供电

图8-3 H类功率放大器的输出波形