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功率放大器工作原理功率放大器是一种用于放大电信号的电子设备，可以将低功率输入信号转换为高功率输出信号。
它在各种电子设备中被广泛应用，包括音频放大器、无线通信系统和雷达系统等。
本文将介绍功率放大器的工作原理和其基本分类。
一、功率放大器的基本原理功率放大器的工作原理基于晶体管的放大特性。
晶体管是一种半导体器件，可以通过控制输入信号的电流或电压来放大电流或电压。
功率放大器通常由多个晶体管级联组成，每个晶体管负责放大输入信号的一部分。
下面将详细介绍功率放大器的几个关键组成部分。
1. 输入级功率放大器的输入级通常是一个小信号放大器，用于放大输入信号的幅度。
输入级由一个或多个晶体管组成，输入信号通过这些晶体管进行放大，并传递给下一个级联的放大器。
2. 驱动级驱动级是功率放大器中的中间级，用于信号的进一步放大和处理。
驱动级通常由多个晶体管级联组成，其输入信号来自输入级，并将信号放大到足够的幅度，以供给功率放大级使用。
3. 功率放大级功率放大级是功率放大器的核心部分，用于放大信号的功率。
功率放大级由多个功率晶体管并联或并联放大组成，每个晶体管负责放大输入信号的一部分功率。
通过合理设计功率放大级，可以实现较大的输出功率。
4. 输出级输出级负责将信号的功率放大到所需的水平，并驱动负载。
通常情况下，输出级具有较低的输出阻抗，并能够输出相应的高功率信号。
输出级通常由一个或多个功率晶体管组成，其输出信号可用来驱动扬声器、天线或其他负载。
二、功率放大器的基本分类根据不同的工作原理和应用，功率放大器可以分为各种不同的类型。
下面介绍几种常见的功率放大器分类。
1. A类功率放大器A类功率放大器是最常见的一种功率放大器，适用于音频放大器等应用。
它通过将输入信号与直流电压进行叠加，实现对信号的放大。
A类功率放大器的优势在于放大器的线性度高，但效率相对较低。
2. B类功率放大器B类功率放大器是一种高效率的功率放大器，在音频放大器和激光器等应用中广泛使用。
功率放大器的基本知识一般视听电路中的功率放大（简称功放）电路是在电压放大器之后，把低频信号再进一步放大，以得到较大的输出功率，最终用来推动扬声器放音或在电视机中提供偏转电流。
一、功率放大电流的特点对功放电路的了解或评价，主要从输出功率、效率和失真这三方面考虑。
1、为得到需要的输出功率，电路须选集电极功耗足够大的三极管，功放管的工作电流和集电极电压也较高。
电路设计使用中首先要考虑怎样充分地发挥三极管功能而又不损坏三极管。
由于电路中功放管工作状态常接近极限值，所以功放电流调整和使用时要小心，不宜超限使用。
2、从能耗方面考虑，功放输出的功率最终是由电源提供的，例如收音机中功放耗电要占整机的2/3，因此要十分注意提高电路效率，即输出功率与耗电功率的比值。
3、功放电路的输入信号已经几级放大，有足够强度，这会使功放管工作点大幅度移动，所以要求功放电路有较大的动态范围。
功放管的工作点选择不当，输出会有严重失真。
二、常用功率放大电路的原理单只三极管输出的功放电路输出小、效率低，日用电器中已很少见。
目前常采用的是推挽电路形式。
图1是用耦合变压器的推挽电路原理图。
它的特点是三极管静态工作电流接近于零，放大器耗电及少。
有信输入时，电路工作电流虽大，但大部分功率都输出到负载上，本身损耗却不大，所以电源利用率较高。
这个电路中每只三极管只在信号的半个周期内导通工作，为避免失真，所以采用两只三极管协调工作的方式。
图中输入变压器B1的次级有一个接地的中心抽头。
在音频信号输入时，B1次级两个大小相等、极性相反的信号分别送到BG1和BG2的发射结。
在输入信号的正半周时间里，BG1管因加的是反向偏压而截止，只有BG2能将信号放大，从集电极输出；而在信号负半周，BG1得到正高偏压，能将这半个周期的信号放大输出，而BG2却截止。
电路中的两只三极管虽然各自放大了信号的半个同期，但它们的输出电流是分先后通过输出变压器B2的，所以在B2的次级得到的感应电流又能全成一个完整的输出信号。
目录场效应管功率放大电路 (1)场效应管80W音频功率放大电路 (1)一款性能极佳的JFET-MOSFET耳机功放电路图 (2)100W的MOSFET功率放大器 (2)场效应管(MOSFET)组成的25W音频功率放大器电路图 (4)一种单电源供电的MOSFET功放电路 (6)100W的V-MOSFET功率放大器电路 (6)100W场效应管功率放大电路 (8)全对称MOSFET OCL功率放大器电路图 (9)场效应管功率放大电路如图所示电路是采用功率MOSFET管构成的功率放大器电路。
电路中差动第二级采用2SJ77***率MOSFET，电流镜像电路采用2SK214。
其工作电流为6mA，但电源电压较高(为±50V)，晶体管会发热，因此要接人小型散热器。
场效应管80W音频功率放大电路一款性能极佳的JFET-MOSFET耳机功放电路图100W的MOSFET功率放大器电路图关于电路电容C8是阻止直流电压，如果从输入源的输入直流去耦电容。
如果畅通，将改变这个直流电压偏置值S后续阶段。
电阻R20限制输入电流到Q1 C7 -绕过任何输入的高频噪声。
晶体管Q1和Q2的形式输入差分对和Q9和Q10来源1毫安左右建成的恒流源电路。
预设R1用于调整放大器的输出电压。
电阻R3和R2设置放大器的增益。
第二差的阶段是由晶体管，第三季度和Q6，而晶体管Q4和Q5形式电流镜，这使得第二个差分对漏一个相同的电流。
这样做是为了提高线性度和增益。
Q7和Q8在AB 类模式运行的功率放大级的基础上。
预设R8可用于调整放大器的静态电流。
电容C3和电阻R19组成的网络，提高了高频率稳定度和防止振荡的机会。
F1和F2是安全的保险丝。
电路设置设置在中点R1开机前，然后慢慢调整为了得到一个最低电压（比50mV）输出。
下一步是成立的静态电流，并保持在最低电阻预设的R8和万用表连接跨标记点电路图X和Y的调整R8使万用表读取16.5mV对应50mA的静态电流。
功率放大器的分类及其参数功率放大器（简称：功放）（Power Amplifier）功率放大器，顾名思义，是将功率放大的放大器。
进入微弱的信号，如话筒、VCD、微波等等送到前置放大电路，放大成足以推动功率放大器信号幅度，最后后级功率放大电路推动喇叭或其它设备，它最大的功用，是当成输出级（Output Stage）使用。
从另一个角度来看，它是在做大信号的电流放大，以达到功率放大的目的。
从广义上来说功率放大器不局限于音频放大，很多场合都会用到它，如射频、微波、激光等等。
功率放大器的分类：1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器（Class A），它是一种完全的线性放大形式的放大器。
在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的Sinfoni高品质系列才有这类功率放大器。
这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器，也称为B类功率放大器（Class B），它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。
B类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。
但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以B 类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。
在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放，因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器。
目录场效应管功率放大电路 (1)场效应管80W音频功率放大电路 (1)一款性能极佳的JFET-MOSFET耳机功放电路图 (2)100W的MOSFET功率放大器 (2)场效应管(MOSFET)组成的25W音频功率放大器电路图 (4)一种单电源供电的MOSFET功放电路 (6)100W的V-MOSFET功率放大器电路 (6)100W场效应管功率放大电路 (8)全对称MOSFET OCL功率放大器电路图 (9)场效应管功率放大电路如图所示电路是采用功率MOSFET管构成的功率放大器电路。
电路中差动第二级采用2SJ77***率MOSFET，电流镜像电路采用2SK214。
其工作电流为6mA，但电源电压较高(为±50V)，晶体管会发热，因此要接人小型散热器。
场效应管80W音频功率放大电路图100W的MOSFET功率放大器电路图关于电路电容C8是阻止直流电压，如果从输入源的输入直流去耦电容。
如果畅通，将改变这个直流电压偏置值S后续阶段。
电阻R20限制输入电流到Q1 C7 -绕过任何输入的高频噪声。
晶体管Q1和Q2的形式输入差分对和Q9和Q10来源1毫安左右建成的恒流源电路。
预设R1用于调整放大器的输出电压。
电阻R3和R2设置放大器的增益。
第二差的阶段是由晶体管，第三季度和Q6，而晶体管Q4和Q5形式电流镜，这使得第二个差分对漏一个相同的电流。
这样做是为了提高线性度和增益。
Q7和Q8在AB 类模式运行的功率放大级的基础上。
预设R8可用于调整放大器的静态电流。
电容C3和电阻R19组成的网络，提高了高频率稳定度和防止振荡的机会。
F1和F2是安全的保险丝。
电路设置设置在中点R1开机前，然后慢慢调整为了得到一个最低电压（比50mV）输出。
下一步是成立的静态电流，并保持在最低电阻预设的R8和万用表连接跨标记点电路图X和Y的调整R8使万用表读取16.5mV对应50mA的静态电流。
注意事项质量好的印刷电路板组装的电路。
带音质处理器的2W×2 D类音频功率放大器产品概述AX2337是一款音频功放电路，集成了音质处理模块和D类功放模块，支持4通道信号输入选择。
信号采用模拟方式进行处理，保证高性能和低功耗。
电路支持数控音量调节、高音增强和低音增强功能，通过I2C接口进行通信。
主要特点●电源电压3～6.5V。
●2W×2 D类功放（V DD=5V，R L=4Ω）。
●4路音频输入。
●32级音量调节。
●高低音控制。
●功放两级电压增益可选（20dB、26dB）。
●低功耗设计。
●高电源抑制比。
●过温保护、过流保护、低电压保护。
●I2C接口。
●封装形式为LQFP 48。
引出端功能说明（接下页）引出端排列R 2 R 1 N C N C N C N C N C N C L 1 L 2 L 3 L 4（接上页）I /O 功 能 描 – 悬空。
– 悬空。
– 悬空。
– 悬空。
– 悬空。
（接下页）（接上页）最大额定值电气参数（测试时如无特殊说明，V DD=5V，带宽=22Hz～22kHz）（接下页）（接上页）（接上页）功能框图功能描述 1 音质处理4通道音频信号输入，未使用的通道可以接1μF 的电容到地。
音量共有72dB 的范围可调。
2 D 类功放左右通道差分输入，差分输出，驱动4Ω的电阻，提供2W 的功率，BTL 输出。
OE 端口可以很有效地避免上电时的POP 音，通过接一个0.22μF 的电容延迟大约1.5秒来实现。
D 类功放的增益通过寄存器可调，分为20dB 和26dB 两种。
3 关断功能当系统需要关断时，电路提供了非常方便的关断功能，只要将SD 端口接低电平就可以了。
此电 源 管 理控 制 接 口右通道2W D 类功放右通道2W D 类功放高 音 低 音 高 音 低 音时整个电路的电流会降到1μA以下，不需要去操作V DD。
当使用SD端口关断时，所有D类功放的输出瞬间被关掉，寄存器保持最后的值，所有基准也被关掉。
功率放大器的基本结构和工作原理功率放大器的基本结构和工作原理功率放大器的基本结构和工作原理扩音机是一种对声音信号进行放大的电子设备，其基本结构如图5-1所示，常分为前置放大器(简称前级)和功率放大器(简称后级)两大部分。
前置放大器通常由输人选择与均衡放大电路、等响音量控制电路、音调控制电路等组成，而功率放大器常由功率放大电路和扬声器保护电路组成。
扩音机工作时，输人选择电路主要对收音调谐器、录音座、CD唱机和Av辅助输入等信号源的信号进行选择切换控制，得出所需的信号输入，输入后的信号经均衡放大电路进行频率特性的校正和放大，使输入信号的频率特性变得较为平坦，同时使各种信号源输入的信号电平基本趋于一致，避免在转换不同的信号源时，声音响度出现较大的变化，影响使用效果。
均衡放大后的信号则由等响音量控制电路控制信号的强弱，从而调节音量的大小。
等响控制的目的主要是在音量较小时提升高、低频信号成分，以补偿人耳听觉的不足，在低响度时得到较丰满的声音信号。
而音调控制电路则主要是根据个人的喜好调节电路的频率特性，适当提升或衰减声音中的高、低频成分，以满足听音者的需求。
经前置放大器放大处理后的信号被送人功率放大器进行功率放大，以推动扬声器重放出声音。
扩音机中为了保护扬声器免受电路冲击电流的干扰，或在电路出现故障时烧毁扬声器，常在功率放大器中加入扬声器保护电路。
在高保真的音响设备中，扩音机常有两种组合结构形式，一种是把前置放大器和功率放大器组合在一起，称作合并式扩音机，这种形式把“前置”和“功放”合并在一起，这时由于小信号电压放大的前置级和大信号电流放大的功率放大在电性能上不能互相兼顾，因而不能使扩音机达到最佳的工作状态，特别是前、后级的电源馈电，电源变压器的电磁干扰，印制电路板的走线排列，共用地线的走向等方面总会存在一定的相互干扰，影响整机性能的提高。
另一形式是在设计制造上把前置放大器和功率放大器彻底分开，分别使用独立电源，单独的机壳，使前、后级之间互不干扰，形成前、后级分体式的结构，在使用时再把它们用信号传输线连接起来，这种分体式结构的扩音机可获得极高的性能指标。
中南林业科技大学涉外学院课程设计报告设计课题：高频功率放大器设计专业班级：07电信二班学生姓名：赵晨程指导教师：徐丽莎设计时间：09.11.16——09.11.27中南林业科技大学涉外学院理工系高频功率放大器设计课程设计任务书指导教师：徐丽莎教研室主任：彭沛夫2009年11月27日注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。
课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。
摘要高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。
按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。
高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。
高频功率放大器大多工作于丙类。
关键词：谐振回路阻抗变换高频功率放大晶体管目录一、概述 (5)二、单元电路设计与参数计算 (6)1、确定功率放大器的最佳负载 (6)2、确定管子要求 (6)3、输出网络设计 (6)a.首先考虑谐振滤波 (6)b.考虑阻抗变换 (7)c.扼流圈电感的计算 (9)d.电路电源的确定 (9)三、实验步骤 (9)1．画出设计电路 (9)2．选择合适的晶体管 (9)3．确定放大器的系数 (9)4．安装放大器 (9)5.设计阻抗变换网络 (10)四、总原理图及元器件清单 (10)1、总原理图 (10)2、元器件清单 (11)五、结论 (11)六、心得体会 (12)七、参考文献 (12)一、 概述高频功率放大器大多工作于C 类。
但C 类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。
由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。
本实验高频功率放大器选用C 类，C 类功率放大器的导通角90°，它是一种非线性放大器，有较高的效率。
C 类功率的原理电路如图a 所示，为简单起见，设图中变压器为1:1。
图（a ）C 类功放原理图图b 为射频识别电路中的高频功率放大器原理框图。
6 MHz 输入信号经功率放大器放大输出一个信号，再经过阻抗变换网络在负载产生高频输出交流电压。
图（b ）高频功率放大器原理框图二、单元电路设计与参数计算1、确定功率放大器的最佳负载。
由3DG130的参数，晶体管饱和电压为VCE(sat)=0.6V ，设输出功率为Po=1W,则()()22120.664.9822*1Vcc VC ES Rp Po--===Ω由于Rp 小于RL,所以必须用阻抗变换网络。
2、确定管子要求晶体管最大电流 IC M 300m A = 晶体管的最大电压 V ce 10V =工作点的偏置电流 1I C Q IC M 150m A 2==集电极效率()()()()0012m in11.40.9500120700.4361.72330.2531700.5*0.95008*1.7233=0.8186Po c g c P Vcm Vcc Vc VccVccg c Po c P ηξθξαθαη===-==========3、输出网络设计。
输出网络完成两个功能：阻抗变换、谐振滤波。
为设计简单起见，设计时将两功能分开考虑。
a.首先考虑谐振滤波。
设并联LC 回路实现谐振滤波，见图（c ）所示。
设定Q 值，Q=10图（c ）谐振滤波输出网络因此L4和C4谐振时有444461075 7.5101757.5102 3.768*10L L L C R X W L Q R X QW C W f sπ-====Ω====Ω==由上式得6464 1.9904*100.5024*10L H C F--⎧=⎪⎨=⎪⎩ 则回路线圈应能承受的电流峰值为 10.516L L I A ==由于流过负载RL 上的电流为0.0365L I A ==b ．考虑阻抗变换。
采用π网络阻抗变换,见图（d ）所示。
由1.3333L Q ≥≈ 则取5L Q =()()1312364.9812.996057575 4.086118.35715*64.987511 59.35692515*4.08611P C LC L PLL L C LR X Q R X Q R R X Q X Q===Ω====Ω⎛⎫⎛⎫=+=+=Ω⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭图（d ）π网络阻抗变换又 613.768*10W s -= 并又由公式11331111C C L X W C XW C X W L ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩可以求得6163610.0204*100.0649*1015.7529*10C F C F L H ---⎧=⎪=⎨⎪=⎩c ．扼流圈电感的计算。
扼流圈的电感量应该远大于放大器的等效交流负载，取343361010*64.98649.8649.8 1.725*103.768*10L P L X R X L HW-≥==Ω⇒=≥=完整电路设计，总原理图中的2C 是电容3C 与4C 的总电容6662430.0649*100.5024*100.5673*10C C C F F F---=+=+=d 、电路电源的确定 由外部电路关系有()cos dm c BZ BBV V V θ=+且070c θ= 0.2BZ V V = 设1.5BB V V=得：()0.2 1.5 4.9708cos 0.3420BZ BB dm c V V V Vθ++===三、实验步骤设计高频功率放大器一般按照以下几个步骤进行。
1．画出设计电路，选择合适的直流馈电电路。
大多数功率管手册中都给出了推荐的工作类型，以及相应的工作电流。
手册中给出的晶体管的各项参数均在给定的工作点下测得得，当工作点改变时，增益、阻抗、甚至晶体管的寿命都会变化，因此应按给定的要求设置偏置。
2．选择合适的晶体管。
选择晶体管的依据是工作频率和输出功率。
晶体管的特征频率Tf 不宜选得过高。
因为一般都是通过减少晶体管的面积，减小了极间电容来提高其工作频率的，面积的减少，意味着安全功耗值降低。
3．确定放大器的系数。
由手册中给出的输出功率—输入功率关系曲线，输出功率—电源电压关系曲线，输出功率—频率变化曲线，根据输出功率outP ，查出在规定的工作频率和电源电压的条件下所需的输入功率inP ，初步计算出功率增益当增益不够时，可采用多级放大。
4．设计阻抗变换网路。
查出晶体管在给定的工作频率，电源电压以及输出功率条件下晶体管的输入阻抗Zin 和输出阻抗Zol （它们一般以串联形式给出）。
根据阻抗变换及对谐波的抑制等要求，设计输入，输出网路。
输出阻抗变换网路的Q 值不宜太高。
主要原因是，太高的Q 值会使流经回路电感和电容的电流增大（是信号源电流的Q 倍），这必会增大了损耗；其次低的Q 值有利于提高放大器的稳定性，因此即使要求窄带放大时，输出回路的Q 值一般不超过5。
但低Q 又降低了回路的滤波性能，在C 类非线性放大器中，当对滤波性能要求较高时，可以采用多级网路级连。
5.安装放大器。
必须指出，以上只是指导性的，必须经过反复调试，才能达到指标要求。
四、总原理图及元器件清单 1、总原理图。
VD图（e ）总原理图10logout P inP G P2．元件清单五、结论通过在电脑软件上的模拟，和在元件与功能电路的选择上，通过参数计算，此电路基本达到功率高频放大的要求。
六、心得体会通过这次课程设计我感觉到了团队的重要性，大家取长补短使得课程设计得以完成。
我们按照预定计划收集资料，然后结合现已掌握的知识及配合翻阅教材课本认识到本次课程设计重点在于画出功率放大电路，然后计算各元件参数。
期间有很多细小的过程我们都经过了反复斟酌，比如在选频网路和对负载的输出，开始由两者通过电感互感来实现的，但由于计算过程的复杂，因为在耦合的情况下选频网路的电感也改变了。
最终我们选择了网络变换来实现。
期间我们作了多次修改，结合美观实用的观点，以及减小图的体面积我们最终确定了如该课程设计报告所示的电路成型。
这次课程设计使得我们学到的理论知识可以运用到实践上来，大大的提高了我们的思考能力，团队协作能力！七、参考文献[1] 张肃文.高频电子线路[M].高教出版社. 2004.11[2]陈邦媛.射频通信电路.科学出版社.2003.8理工系高频功率放大器设计课程设计成绩评定表专业：电信班级：二班学号：20077439姓名：赵晨程设年月日。
