AB 类和 C 类功率放大器

到目前为止讨论的 A 类和 B 类放大器几乎没有局限性。现在让我们尝试将这两种放大器结合起来，得到一个新电路，该电路将具有 A 类和 B 类放大器的所有优点，而没有它们的低效率。在此之前，让我们再讨论一下 B 类输出遇到的另一个重要问题，称为交叉失真。

交叉失真

在推挽配置中，两个相同的晶体管一个接一个地导通，产生的输出将是两者的组合。

当信号在零电压点从一个晶体管改变或交叉到另一个晶体管时，它会对输出波形产生一定程度的失真。为了使晶体管导通，基极发射极结应该越过 0.7v，即截止电压。晶体管从关闭状态变为打开状态或从开启状态变为关闭状态所需的时间称为过渡期。

在零电压点，晶体管从一个切换到另一个的过渡期会产生影响，导致两个晶体管同时关闭的情况。这种情况在输出波形上可以称为平点或死区。

上图清楚地显示了输出波形中突出的交叉失真。这是主要缺点。这种交叉失真效应还会降低输出波形的整体峰峰值，从而降低最大功率输出。通过下面显示的波形的非线性特性可以更清楚地理解这一点。

可以理解的是，对于大输入信号，这种交叉失真不太明显，而对于小输入信号，它会造成严重干扰。如果放大器的传导时间超过半个周期，则可以消除这种交叉失真，这样两个晶体管就不会同时关闭。

这个想法导致了 AB 类放大器的发明，它是 A 类和 B 类放大器的组合，如下所述。

顾名思义，AB 类放大器是 A 类放大器和 B 类放大器的结合。由于 A 类放大器效率低，B 类放大器失真，因此 AB 类放大器应运而生，利用两种放大器的优点消除了这两个问题。

交叉失真是在过渡期间两个晶体管同时关闭时发生的问题。为了消除这个问题，必须选择超过半个周期的条件。因此，在工作晶体管切换到截止状态之前，另一个晶体管进入导通状态。这只能通过使用 AB 类配置来实现，如下面的电路图所示。

因此，在 AB 类放大器设计中，每个推挽晶体管的导通时间略大于 B 类的半个导通周期，但远小于 A 类的整个导通周期。

AB 类放大器的导通角介于 180^o 至 360^o 之间，具体取决于所选的工作点。下图有助于理解这一点。

如上图所示，使用二极管 D₁ 和 D₂ 给出的小偏置电压有助于使工作点高于截止点。因此，AB 类的输出波形如上图所示。B 类产生的交叉失真被 AB 类克服，而且 A 类和 B 类的低效率不会影响电路。

因此，AB 类在效率和线性方面是 A 类和 B 类之间的良好折衷，效率达到约 50% 至 60%。 A、B 和 AB 类放大器被称为线性放大器，因为输出信号幅度和相位与输入信号幅度和相位线性相关。

当集电极电流流动的时间少于输入信号的半个周期时，功率放大器称为C 类功率放大器。

C 类放大器效率高，但线性度差。C 类的导通角小于 180^o。一般在 90^o 左右，这意味着晶体管在输入信号的一半以上处于闲置状态。因此，与输入信号的应用相比，输出电流的传输时间更短。

下图显示了 C 类放大器的工作点和输出。

这种偏置使放大器的效率大大提高，约为 80%，但会导致输出信号严重失真。使用 C 类放大器，可以通过在其集电极电路中使用 LC 电路将其输出产生的脉冲转换为特定频率的完整正弦波。