B类放大器电路配置和曲线及输出

B类放大器使用两个或多个以这种方式偏置的晶体管，使得每个晶体管仅在输入波形的半个周期内导通

提高之前的全部功率效率A类放大器通过减少热量形式的浪费功率，可以在其输出级设计具有两个晶体管的功率放大器电路，产生通常被称为B类放大器也被称为a推挽式放大器

配置。

推挽式放大器使用两个“互补”或匹配的晶体管，一个是NPN型，另一个是PNP型，两者都是功率晶体管一起接收相同的输入信号，其幅度相等，但彼此相位相反。这导致一个晶体管仅放大输入波形周期的一半或180 o ，而另一个晶体管放大输入波形周期的另一半或保持180 o 结果“两半”再次在输出端重新组合在一起。

然后这种放大器电路的导通角只有180 o 或50％的输入信号。晶体管交替半周期的这种推拉效应使这种类型的电路具有有趣的“推 - 拉”名称，但更通常称为B类放大器，如下所示。

B类推挽变压器放大器电路

上述电路显示标准B类放大器电路，它使用一个平衡的中心抽头输入变压器，它将输入的波形信号分成两个相等的两半，彼此相位相差180° o 。输出端的另一个中心抽头变压器用于重新组合两个信号，为负载提供增加的功率。用于这种类型的变压器推挽放大器电路的晶体管都是NPN晶体管，它们的发射极端子连接在一起。

这里，负载电流在两个功率晶体管器件之间共享，因为它在一个器件中减小并且在整个信号周期中增加另一个，将输出电压和电流减小到零。结果是输出波形的两半现在从零摆动到静态电流的两倍，从而减少了耗散。这样可以使放大器的效率几乎翻倍到70％左右。

假设没有输入信号，那么每个晶体管都带有正常的静态集电极电流，其值由基线偏差位于截止点。如果变压器准确地被中心抽头，那么两个集电极电流将以相反的方向流动（理想状态），并且变压器磁芯将没有磁化，从而最小化失真的可能性。

当输入时信号存在于驱动变压器的次级 T1 ，晶体管基极输入如图所示彼此“反相”，因此如果 TR1 基极为正驱动晶体管进入重导通，其集电极电流将增加，但同时 TR2 的基极电流将进一步变为截止，并且该晶体管的集电极电流减少相等的量反之亦然。因此，负半部分由一个晶体管放大，而另一个晶体管正半部分产生这种推挽效应。

与直流条件不同，这些交流电流ADDITIVE导致两个输出半周期合并，以改变输出变压器初级绕组中的正弦波，然后出现在负载上。

B类放大器操作具有零直流偏置，因为晶体管在截止时偏置，因此每个晶体管仅在输入信号大于 Base-时导通发射器电压。因此，在零输入时，输出为零，并且不消耗功率。这意味着B类放大器的实际Q点位于负载线的 Vce 部分，如下所示。

B类输出特性曲线

B类放大器与A类放大器相比具有很大优势，因为没有电流当它们处于静止状态时（即没有输入信号）流过晶体管，因此当没有信号存在时输出晶体管或变压器中没有功率消耗，不像A类放大器级需要显着的基极偏压从而耗散批次热量 - 即使没有输入信号也存在。

因此，放大器的总转换效率（η）大于等效A类的效率，效率高达70％的可能性导致几乎所有现代类型的推挽放大器都在这种B类模式下工作。

无变压器B类推挽放大器

其中一个主要产品上述B类放大器电路的优点是它在设计中使用平衡中心抽头变压器，使其构造成本高昂。然而，还有另一种类型的B类放大器称为互补对称B类放大器，因此在其设计中不使用变压器，因此无变压器使用互补或匹配的功率晶体管对。

由于不需要变压器，这使得放大器电路在相同的输出量下更小，也没有杂散磁效应或变压器失真来影响输出信号的质量。下面给出了“无变压器”B类放大器电路的一个例子。

B类无变压器输出级

上面的B类放大器电路为波形的每一半使用互补晶体管，而B类放大器的增益高于A类，B类推挽放大器的主要缺点之一是因为它们会受到通常称为交叉失真的影响。

希望我们从有关晶体管的教程中记得，它需要大约0.7伏（从基极到发射极测量）才能使双极晶体管开始导通。在纯B类放大器中，输出晶体管不会“预偏置”到“ON”工作状态。

这意味着输出波形的一部分低于0.7伏的窗口将由于两个晶体管之间的转换（当它们从一个晶体管切换到另一个晶体管时）不能准确再现，即使它们是特殊匹配的对，晶体管也不会在零交叉点处完全停止或开始导通。

波形的每一半（正和负）的输出晶体管将各自具有0.7伏区域，在这些区域中它们不导通。结果是两个晶体管在完全相同的时间“关闭”。

消除B类放大器中交叉失真的一种简单方法是在电路中增加两个小电压源以偏置两个晶体管。晶体管略高于其截止点。然后，这将为我们提供通常所说的AB类放大器电路。但是，向放大器电路添加额外的电压源是不切实际的，因此PN结用于提供硅二极管形式的附加偏置。

AB类放大器

我们知道，对于硅双极晶体管开始导通，我们需要基极 - 发射极电压大于0.7v，因此如果我们要更换连接到基极端子的两个分压器偏置电阻器。具有两个硅二极管的晶体管。施加到晶体管的偏置电压现在将等于这些二极管的正向电压降。这两个二极管通常称为偏置二极管或补偿二极管，并且被选择以匹配匹配晶体管的特性。下面的电路显示了二极管偏置。

AB类放大器

AB类放大器电路是A类和B类配置之间的折衷。即使没有输入信号，这个非常小的二极管偏置电压也会导致两个晶体管轻微导通。输入信号波形将使晶体管在其有源区域内正常工作，从而消除纯B类放大器设计中出现的任何交越失真。

当没有输入信号时，小的集电极电流将流动但是它远远低于A类放大器配置。这意味着晶体管将在波形的半个周期内“接通”，但远小于整个周期，导致导通角在180° o 至360 o 或输入信号的50％至100％，取决于所使用的附加偏置量。通过增加串联的额外二极管，晶体管基极端的二极管偏置电压可以增加倍数。

B类放大器比A类设计更受欢迎适用于音频功率放大器和PA系统等高功率应用。与A类放大器电路一样，大幅提升B类推挽放大器的电流增益（ A i ）的一种方法是使用达林顿晶体管对而不是输出电路中的单个晶体管。

在下一个关于放大器的教程中，我们将更仔细地研究B类放大器电路中交叉失真的影响以及降低其影响的方法。