详细说明功率放大器有哪些类型
在前面的文章中，金誉半导体有讲过，功率放大器（简称：功放）（power amplifier）“功率放大器”，顾名思义，是将“功率”放大的放大器。进入微弱的信号，如话筒、vcd、微波等等送到前置放大电路，放大成足以推动功率放大器信号幅度，最后后级功率放大电路推动喇叭或其它设备，它最大的功用，是当成”输出级”（output stage）使用。从另一个角度来看，它是在做大信号的电流放大，以达到功率放大的目的。从广义上来说功率放大器不局限于音频放大，很多场合都会用到它，如射频、微波、激光等等。
一、纯甲类功率放大器
纯甲类功率放大器又称为a类功率放大器（class a），它是一种完全的线性放大形式的放大器。在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量。纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的sinfoni高品质系列才有这类功率放大器。这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
二、乙类功率放大器
乙类功率放大器，也称为b类功率放大器（class b），它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。b类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以b类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是b类功放，因为它的效率比较高。
三、甲乙类功率放大器
甲乙类功率放大器也称为ab类功率放大器（class ab），它是兼容a类与b类功放的优势的一种设计。当没有信号或信号非常小时，晶体管的正负通道都常开，这时功率有所损耗，但没有a类功放严重。当信号是正相时，负相通道在信号变强前还是常开的，但信号转强则负通道关闭。当信号是负相时，正负通道的工作刚好相反。ab类功率放大器的缺陷在于会产生交越失真，但是相对于它的效率比以及保真度而言，都优于a类和b类功放，ab类功放也是目前汽车音响中应用最为广泛的设计。
四、d类功率放大器
d类放大器与上述a，b或ab类放大器不同，其工作原理基于开关晶体管，可在极短的时间内完全导通或完全截止。两只晶体管不会在同一时刻导通，因此产生的热量很少。这种类型的放大器效率极高（90%左右），在理想情况下可达100%，而相比之下ab类放大器仅能达到78.5%。不过另一方面，开关工作模式也增加了输出信号的失真。d类放大器的电路共分为三级：输入开关级、功率放大级以及输出滤波级。d类放大器工作在开关状态下可以采用脉宽调制（pwm）模式。利用pwm能将音频输入信号转换为高频开关信号，通过一个比较器将音频信号与高频三角波进行比较，当反相端电压高于同相端电压时，输出为低电平;当反相端电压低于同相端电压时，输出为高电平。
在d类放大器中，比较器的输出与功率放大电路相连，功放电路采用金属氧化物场效应管（mosfet）替代双极型晶体管（bjt），这是由于前者具有更快的响应时间，因而适用于高频工作模式。d类放大器需要两只mosfet，它们在非常短的时间内可完全工作在导通或截止状态下。当一只mosfet完全导通时，其管压降很低;而当mosfet完全截止时，通过管子的电流为零。两只mosfet交替工作在导通和截止状态的开关速度非常快，因而效率极高，产生的热量很低，所以d类放大器不需要很大的散热器。
d类功放还有其它许多的称法，如t类等，它们都是d类功放的一种变形。在实际应用中，直到1980以后，由于mosfet的出现，这种开关式功放才得以迅速发展。在实际的发展过程中，虽然有高效率，但同时也有高失真，高噪声以及较差的阻尼因素。随着技术的发展，这类缺陷将越来越少，估计未来d类功放在汽车音响领域中会得到更加广泛的应用。
五、t类放大器
t类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制d类功率放大器相同，功率晶体管也是工作在开关状态，效率和d类功率放大器相当。但它和普通d类功率放大器不同的是：首先，它不是使用脉冲调宽的方法，tripath公司发明了一种称作数码功率放大器处理器“digital power processing （dpp）”的数字功率技术，它是t类功率放大器的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音频信号和进入扬声器的电流经过dpp数字处理后，用于控制功率晶体管的导通关闭。从而使音质达到高保真线性放大。
其次，它的功率晶体管的切换频率不是固定的，无用分量的功率谱并不是集中在载频两侧狭窄的频带内，而是散布在很宽的频带上。使声音的细节在整个频带上都清晰可“闻”。此外，t类功率放大器的动态范围更宽，频率响应平坦。ddp的出现，把数字时代的功率放大器推到一个新的高度。在高保真方面，线性度与传统ab类功放相比有过之而无不及。
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一、纯甲类功率放大器
纯甲类功率放大器又称为a类功率放大器（class a），它是一种完全的线性放大形式的放大器。在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量。纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的sinfoni高品质系列才有这类功率放大器。这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
二、乙类功率放大器
乙类功率放大器，也称为b类功率放大器（class b），它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。b类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以b类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是b类功放，因为它的效率比较高。
三、甲乙类功率放大器
甲乙类功率放大器也称为ab类功率放大器（class ab），它是兼容a类与b类功放的优势的一种设计。当没有信号或信号非常小时，晶体管的正负通道都常开，这时功率有所损耗，但没有a类功放严重。当信号是正相时，负相通道在信号变强前还是常开的，但信号转强则负通道关闭。当信号是负相时，正负通道的工作刚好相反。ab类功率放大器的缺陷在于会产生交越失真，但是相对于它的效率比以及保真度而言，都优于a类和b类功放，ab类功放也是目前汽车音响中应用最为广泛的设计。
四、d类功率放大器
d类放大器与上述a，b或ab类放大器不同，其工作原理基于开关晶体管，可在极短的时间内完全导通或完全截止。两只晶体管不会在同一时刻导通，因此产生的热量很少。这种类型的放大器效率极高（90%左右），在理想情况下可达100%，而相比之下ab类放大器仅能达到78.5%。不过另一方面，开关工作模式也增加了输出信号的失真。d类放大器的电路共分为三级：输入开关级、功率放大级以及输出滤波级。d类放大器工作在开关状态下可以采用脉宽调制（pwm）模式。利用pwm能将音频输入信号转换为高频开关信号，通过一个比较器将音频信号与高频三角波进行比较，当反相端电压高于同相端电压时，输出为低电平;当反相端电压低于同相端电压时，输出为高电平。
在d类放大器中，比较器的输出与功率放大电路相连，功放电路采用金属氧化物场效应管（mosfet）替代双极型晶体管（bjt），这是由于前者具有更快的响应时间，因而适用于高频工作模式。d类放大器需要两只mosfet，它们在非常短的时间内可完全工作在导通或截止状态下。当一只mosfet完全导通时，其管压降很低;而当mosfet完全截止时，通过管子的电流为零。两只mosfet交替工作在导通和截止状态的开关速度非常快，因而效率极高，产生的热量很低，所以d类放大器不需要很大的散热器。
d类功放还有其它许多的称法，如t类等，它们都是d类功放的一种变形。在实际应用中，直到1980以后，由于mosfet的出现，这种开关式功放才得以迅速发展。在实际的发展过程中，虽然有高效率，但同时也有高失真，高噪声以及较差的阻尼因素。随着技术的发展，这类缺陷将越来越少，估计未来d类功放在汽车音响领域中会得到更加广泛的应用。
五、t类放大器
t类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制d类功率放大器相同，功率晶体管也是工作在开关状态，效率和d类功率放大器相当。但它和普通d类功率放大器不同的是：首先，它不是使用脉冲调宽的方法，tripath公司发明了一种称作数码功率放大器处理器“digital power processing （dpp）”的数字功率技术，它是t类功率放大器的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音频信号和进入扬声器的电流经过dpp数字处理后，用于控制功率晶体管的导通关闭。从而使音质达到高保真线性放大。
其次，它的功率晶体管的切换频率不是固定的，无用分量的功率谱并不是集中在载频两侧狭窄的频带内，而是散布在很宽的频带上。使声音的细节在整个频带上都清晰可“闻”。此外，t类功率放大器的动态范围更宽，频率响应平坦。ddp的出现，把数字时代的功率放大器推到一个新的高度。在高保真方面，线性度与传统ab类功放相比有过之而无不及。
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