AB 类和 C 类功率放大器

到目前为止讨论的 A 类和 B 类放大器几乎没有什么局限性。现在让我们尝试将这两者结合起来以获得一个新电路，该电路将具有 A 类放大器和 B 类放大器的所有优点，而不会降低效率。在此之前，让我们先了解一下B 类输出遇到的另一个重要问题，称为交叉失真。

交叉失真

在推挽式配置中，两个相同的晶体管依次导通，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变化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。对于晶体管来说，为了导通，基极发射极结应跨过 0.7V（截止电压）。晶体管从截止状态变为导通状态或从导通状态变为截止状态所需的时间称为过渡周期。

在零电压点，晶体管从一个晶体管切换到另一个晶体管的过渡周期会产生影响，导致两个晶体管同时关闭的情况。这种情况可以称为输出波形上的平点或死区。

上图清楚地显示了输出波形中突出的交叉失真。这是主要的缺点。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。通过如下所示的波形的非线性特性可以更清楚地理解这一点。

据了解，这种交叉失真对于大输入信号不太明显，而对于小输入信号会造成严重干扰。如果放大器的导通时间超过半个周期，则可以消除这种交叉失真，这样两个晶体管就不会同时截止。

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

顾名思义，AB 类放大器是 A 类和 B 类放大器的组合。由于A类存在效率低下的问题，而B类存在失真问题，因此AB类的出现就是为了消除这两个问题，利用这两种类的优点。

交叉失真是在过渡期间两个晶体管同时关闭时出现的问题。为了消除这一问题，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，另一个晶体管开始导通。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，每个推挽式晶体管的导通时间略多于B类导通的半个周期，但远少于A类导通的整个周期。

AB 类放大器的导通角介于 180 ^°到 360 ^°之间，具体取决于所选的工作点。借助下图可以理解这一点。

_{如上图所示，使用二极管 D 1}和 D ₂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 类产生的交越失真被 AB 类克服，并且 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、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小于输入信号的半个周期时，该功率放大器被称为C类功率放大器。

C类放大器的效率较高，但线性度较差。C类的导通角小于180 ^°。它通常在 90 ^°左右，这意味着晶体管在输入信号的一半以上保持空闲状态。因此，与输入信号的应用相比，输出电流的传输时间会更短。

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%，但会在输出信号中引入严重失真。使用C类放大器，可以通过其集电极电路中的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。