设计8.2单管甲类功率放大电路

在前面所讲的放大电路中，共集放大电路（射极输出器）的电压增益虽然接近于1，但利用其有较强的电流放大能力，可以获得较大的功率增益。而且其输出电阻小，带负载能力强，因此在输出功率和效率要求不高的情况下，可以采用共集放大电路作为功率输出级。

用共集放大电路作为输出级的甲类功率放大电路如图8-2a所示。图8-2a中，发射极电阻R_e两端未接负载电阻。由回路电压方程，u_CE=V_CC-i_CR_e，可画出其直流负载线如图8-2b。调整电阻R_b使静态工作点Q处于直流负载线的中点。由于电路未接负载电阻，因此，交流负载线与直流负载线重合。

图8-2 单管甲类功率放大电路

a）电路图 b）图解分析

设输入电压u_i为正弦波，晶体管VT工作在放大区。如果忽略晶体管VT的饱和压降U_CES，则输出电压的动态范围近似为V_CC，输出电压的最大幅值和输出电流的最大幅值分别为

所以，最大不失真输出功率为

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从图8-2b可以看出，最大不失真输出功率近似为三角形ABQ的面积。

直流电源提供的功率为

所以，由式（8-1）和式（8-2）可得电路的最大效率为

通过上述分析可以看出，在甲类功率放大电路中，静态时（u_i=0），由于静态电流I_CQ不为零，仍要消耗电源的能量，这些能量全部消耗在元器件和电阻上，转换为热能的形式，而输出功率为零。因此甲类功率放大电路的效率很低。即使是单管变压器耦合甲类功放电路，在理想情况下的最高效率也只能达到50%。

可以看出，静态工作电流是造成效率低的主要原因，降低静态电流是提高效率的有效途径。乙类和甲乙类功率放大电路可以有效地提高功率放大电路的效率。