深度剖析B类推挽放大器

在B类推挽放大器中，输出电流（集电极电流）仅为输入信号周期的一半。因此，失真是过度的。因此，在B类音频放大器中无法实现单端操作。B 类音频（未调谐）放大器必须使用推挽操作来减少失真。实际上，在 B 类推挽放大器中，一个晶体管说 Q1在一个半周期内导通，而另一个晶体管即 Q2在另一个半周期中传导。

A 类功率放大器可以使用单端或推挽操作。然而，在大多数 A 类功率放大器中，由于上述各种优点，推挽操作是首选。

B类推挽放大器的电路与A类推挽放大器的电路相同。区别在于偏置的顺序。在B类电路中，晶体管偏置近于截止。因此，图1的电路表示B类推挽放大器，如果电阻R也是如此1为零是因为如果硅晶体管的基极与发射极短路，则其基本处于截止状态。

B类推挽放大器优于A类推挽放大器的优势

1. 更大的功率输出
2. 更高的转换效率
3. 零信号时的功率损耗可忽略不计

由于零功率消耗和零信号，在使用太阳能电池或简单电池的放大器中，B类操作是首选。

B类推挽放大器的缺点

1. 谐波失真更高
2. 不使用自偏置
3. 电源电压需要良好的调节

集电极电路效率 |B类推挽放大器

我们假设晶体管特性是线性的、平行的和等距的，激励增量相等，因此动态传递特性是一条直线，如图2所示。我们还假设最小电流为零。图 2 显示了确定单个晶体管（如晶体管 Q）的集电极电流和集电极电压波形的图形方法1在 B 类条件下运行。

正弦励磁基极电流 i B ，集电极电流 iC和集电极电压 vC在交流周期的一半期间也是正弦的，在另一半周期中为零。有效载荷电阻RL1级对于一个晶体管，RL是输出变压器 TR 次级两端的负载电阻 2 、N1是主线和 N 的一半匝数2是次级的匝数，如图 1 所示。

i 的波形c和 vc对应晶体管Q1独自。晶体管Q波形2与图 2 中所示的类似，但 180^0^异相。因此，次级中的负载电流与两个集电极电流的差值成正比，形成完美的正弦波。

功率输出 .......（1）

每个晶体管在负载条件下的直流负载线是 i 的半正弦波的平均值c图 2.因此，对于这个半正弦波，

......(2)

因此，集电极电源中两个晶体管的直流电源输入为，

.......(3)

因此，集电极电路效率为，

.....(4)

......(5)

公式5显示，B类放大器的集电极电路效率的最大可能值为78.5%。该最大理论值高于A类变压器耦合放大器的相应值50%。

对于这样的晶体管电路，其中V 分钟 << V 抄送 ，集电极电路效率接近理论最大极限。基本上，B类放大器中集电极电路效率的高值成为可能，因为在B类放大器中，电流为零，激励为零，而在A类放大器中，V漏极抄送即使在零信号下也提供信号。值得一提的是，在B类放大器中，集电极耗散是零信号，并随着信号幅度的增加而增加，而在A类放大器中，集电极耗散在零信号时最大，并随着信号幅度的增加而降低。

在B类放大器中，集电极电流的直流分量随着信号的增加而增加。因此，电源调节必须良好。

B类推挽放大器的集电极耗散

集电极总耗散 PD在两个晶体管中，都等于集电极电源电压输入的直流功率减去传递到负载的功率。因此

......(6)

但是.......（7）

因此........(8)

在零激励下，V m = 0。因此，根据公式8，集电极耗散为零，激励为零。使用公式 8，可以证明集电极耗散随着激励的增加而增加，并在 处达到最大值。

因此，最大集电极耗散 P D ，max 由公式 8 在放 .......(9)

因此， ........(10)

B类推挽放大器的最大功率输出

当 V m = V抄送即当 V 分钟 = 0。因此

.......(11)

从等式（10）和（11）中我们发现，

......(12)

从公式（12）中，我们得出结论，B类放大器的两个晶体管加在一起必须能够耗散大约40%的最大功率输出。对于设计用于提供最大功率输出（例如 50 瓦）的 AB 类放大器，P 最大值 – 20 瓦，即每个晶体管必须能够耗散 10 瓦。因此，我们得出结论，B类推挽放大器能够提供5倍于每个晶体管功耗能力的输出功率。

另一方面，在A类放大器中，使用两个晶体管并联操作以获得相同的输出功率为50瓦，假设最大转换效率为50%，直流功率要求为瓦特。这个100瓦的完整功率必须在两个晶体管中耗散为零信号。因此，每个晶体管必须能够耗散 50
瓦。因此，在零激励下，在A类操作中，每个晶体管的稳定损耗为50瓦，而在B类放大器中，待机或零励磁集电极耗散为零。这清楚地表明了 B 类推挽操作优于 A
类并联操作。

B类推挽放大器中的失真

在推挽放大器中，甚至谐波也会从输出中消除。那么唯一有意义的谐波失真是硬谐波失真。因此，由下式给出，

.......(13)

考虑到失真的功率输出，由下式给出，

.......(14)

示例 1 图 1 所示的理想推挽式 B 类功率放大器具有 R 2 = 0，V 抄送 = 24 伏，N 2 = 2N1和 R L = 10 欧姆。晶体管的 hfe = 30。输入是正弦波的。用于 V 时的最大输出信号 m = V 抄送 ，确定（a）输出信号功率（b）每个晶体管中的集电极耗散。还可以计算每个晶体管的最大集电极耗散。

溶液：

当 V m = V 抄送 ，功率输出为

两个晶体管的总集电极耗散为，

在 ，

因此在每个晶体管中耗散 =

因此，每个晶体管的最大集电极耗散