音頻放大電路工作的頻率范圍為20～20 000Hz，它可以對(duì)整個(gè)音頻范圍放大，也可以只放大其中的一部分。音頻放大電路一般由兩部分組成：一是電壓放大電路，主要用于提高信號(hào)的電壓以有效驅(qū)動(dòng)功率放大電路，它實(shí)際上是一個(gè)共發(fā)射極放大電路，通常稱為前置推動(dòng)級(jí)；另一是功率放大電路，主要用于給負(fù)載（如揚(yáng)聲器）提供足夠的驅(qū)動(dòng)功率，通常稱為輸出級(jí)。圖1所示是一個(gè)典型的音頻放大電路，圖中：VT₁構(gòu)成電壓放大電路，VT₂、VT₃、VT₄、VT₅構(gòu)成功率放大電路。

圖1  音頻放大電路

1．功率放大電路概述

功率放大電路在多級(jí)放大電路中處于最后一級(jí)，其主要作用是輸出足夠大的功率去驅(qū)動(dòng)負(fù)載，如揚(yáng)聲器、伺服電機(jī)、指示表頭、記錄器等。功率放大電路要求：輸出電壓和輸出電流的幅度都比較大，效率高。因此，三極管工作在大電壓、大電流狀態(tài)，管子的損耗功率大，發(fā)熱嚴(yán)重，必須選用大功率三極管（通常稱為功放管），且要加裝符合規(guī)定要求的散熱裝置。由于三極管處于大信號(hào)運(yùn)用狀態(tài)，不能采用微變等效電路分析法，一般采用圖解分析法。

根據(jù)靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的不同，放大電路可分為甲類、乙類、甲乙類和丙類。甲類放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置適中，輸入信號(hào)在整個(gè)周期內(nèi)均得到放大、輸出，如圖2（a）所示。乙類放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在三極管輸出特性曲線的橫軸上，輸入信號(hào)只有半個(gè)周期得到放大、輸出，如圖2（b）所示。甲乙類放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置使輸入信號(hào)在大于半個(gè)周期但小于整個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)得到放大、輸出，如圖2（c）所示。丙類放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置使輸入信號(hào)在小于半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)得到放大、輸出，如圖2（d）所示。

為降低三極管靜態(tài)管耗，提高效率，功率放大電路通常采用甲乙類工作方式，即將功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在接近橫軸的放大區(qū)內(nèi)。這樣，對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)將有半周產(chǎn)生失真，解決的辦法是用兩只三極管分別對(duì)半個(gè)周期的輸入信號(hào)進(jìn)行放大。目前，實(shí)際應(yīng)用中普遍采用互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路，它又分為OCL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路和OTL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路等。

圖2  各類放大電路的輸出波形

        2. OCL電路

 （1）電路圖：

圖 3  OCL功率放大電路

（1） 靜態(tài)分析

當(dāng)u_i＝0時(shí)，因電路上下對(duì)稱，靜態(tài)發(fā)射極電位U_E＝0，負(fù)載電阻R_L中無電流通過，u_o＝0。因三極管處于微導(dǎo)通狀態(tài)，所以兩管的I_B≈0、I_C≈0、∣U_CE∣＝∣V_CC∣，基本無靜態(tài)功耗。

（2） 動(dòng)態(tài)分析

設(shè)輸入信號(hào)為正弦電壓u_i，在u_i正半周，VT₂發(fā)射結(jié)承受正向電壓，VT₃發(fā)射結(jié)承受反向電壓，故VT₂導(dǎo)通、VT₃截止，＋V_CC通過VT₂向R_L供電，在R_L上獲得跟隨u_i的正半周信號(hào)電壓u_o，即（u_o≈u_i）；在u_i負(fù)半周，VT₂承受反向電壓，VT₃承受正向電壓，故VT₂截止，VT₃導(dǎo)通，－V_CC通過VT₃向R_L供電，在R_L上獲得跟隨u_i的負(fù)半周信號(hào)電壓u_o。這樣通過兩只管子輪換導(dǎo)通在負(fù)載R_L上獲得了完整的正弦波信號(hào)電壓。

由此可知：輸出電壓u_o雖未被放大，但 由于i_L＝ i_e＝（1＋β）i_b，具有電流放大作用，因此具有功率放大作用。

（3） 參數(shù)計(jì)算

① 最大輸出功率P_om

P_om＝I_omU_om＝×＝×

② 直流電源供給的功率P_V

P_V ＝×

③ 效率η：輸出功率P_o與直流電源供給功率P_V的比值，即

η＝

④ 三極管管耗P_C

P_C ＝（P_V －P_o）