OTL/OCL/BTL/甲类/乙类/甲乙类

它最重要的特点是双电源，在集成电路中注意电源并不难。正是这种双电源的结构特性使电容下岗。Ui作为输出信号，在正时T1管发生作用；负时T2管发生作用。

因此，如上图所示，可以产生连续输出。当信号电压为-0时.6V到0.6V之间(以硅管为例)，T1和T2管的导通成了问题，会导致信号输出交越失真。面对这个问题，我们只能设置合适的静态工作点，目的是没有Ui时，T1和T2已经微导通了，这个时候来一点点Ui可以自由让步T1或T2导通。这是一个非常合乎逻辑的想法。见以下电路：

这种旨在消除交叉失真的电路是从正电源 VCC经R1、D1、D2、R2到负电源——VCC在形成直流电流的旅行中，必然会使T1和T两个基极之间产生电压，电压等于两个二极管的压降之和。这样T1和T两管均处于微导通状态。这种结构有点幼稚，我们喜欢在实践中使用（b）形式，学名Ube倍增电路(注意如果是I2远大于Ib），意思是合理选择R3、R能使4的阻值Ub1、b2得到（1 R3/R4）Ube的直流电压。

为了增大T1和T二管电流放大系数，减少前驱动电流，常采用复合管架构。OTL电路如下图所示：

很明显，，和OCL相比，它的特点是单电源供电，作为负电源，输出端多了一个电容。图中，T一是前置放大级，T2和T三是互补输出的核心。事实上，在Vi负半周时，T1基极为正半周，电路通过T2导通，将信号输出到负载，注意这个输出的另一个功能是电容C2充电；而当Vi正半轴时，T3导通，C此刻，一跃成为电源T供电，开始了新的交替轮回。

①OCL电路组成

OCL电路称为无输出电容直接耦合的功放电路。如图3-13所示。图中VT1为NPN型晶体管，VT2为PNP当输入正弦信号时，型晶体管ui半周时，VT发射结为正偏，VT2的发射是反向偏置的，所以VT1管导通，VT2管截止。此时的ic1≈ie1流过负载RL。当输入信号ui负半周，VT1管为反向偏置，VT二是正偏，VT1管截止，VT2.此时有电流ic2通过负载RL。

由此可见，VT1、、VT2在输入信号的作用下交替导通，使负载得到随输入信号变化的电流。此外，电路连接到射极输出器，因此放大器的输入电阻高，输出电阻低，解决了负载电阻与放大电路输出电阻之间的协调问题。

②OCL电路分析计算

图3－14表示OCL电路工作。ui正半周时，VT一周期内导通VT导通时间约为半周期，VT工作情况及VT1相似，只是ui负半周导通。为便于分析，将VT2输出特性曲线倒置VT在1的输出特性曲线下，使两者在Q点，即uCE＝UCC处重合，形成VT1和VT所谓合成曲线。负载线通过UCC点形成斜线，斜率为-1/RL。显然，允许ic最大变化范围为2Icm，uce变化范围为2（UCC－UCES）＝2Ucem＝2IcmRL。如果管道的饱和压降被忽略UCES，则Ucem＝IcmRL≈UCC。根据以上分析，不难找出OCL输出功率、管耗、直流电源供应的功率和效率。

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二、OTL电路

OTL（Output TransformerLess）它是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去，大功率放大器大多采用变压器耦合来解决阻抗变换问题，使电路获得最佳负载值。然而，该电路具有体积大、体积大、频率特性差等缺点，目前使用较少。OTL输出变压器不再用于电路，而是用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，只要输出电容的容量足够大，就能保证电路的频率特性，使电路轻便，适合电路集成，是目前常见的功率放大电路。san>

而OTL的特点是：采用互补对称电路，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。它是一种没有输出变压器的互补对称功率放大电路，电路轻便并适于电路的集成化。

OTL电路是输出通过电容C与负载RL相耦合的单电源功放电路。图3－17为OTL电路原理图，其中C为容量较大的输出耦合电容。在无输入信号时，VT1、VT2中只有很小的穿透电流通过，若两管的特性对称，则C上将被充电至电压为UCC/2。

当输入信号ui（设为正弦电压）在正半周时，VT1的发射结为正向偏置，VT2的发射结为反向偏置。VT1导通，VT2截止，UCC通过VT1对电容器C充电，负载电阻RL中的电流方向如图中实线箭头所示。当输入信号ui在负半周时，VT1的发射结为反向偏置，VT2的发射结为正向偏置。VT1截止，VT2导通。这时的电容器C起负电源的作用，通过VT2对负载电阻RL放电，负载中的电流方向如图中虚线箭头所示。这样就在负载中获得了一个随输入信号而变化的电流波形。

图3－18是一例常见的OTL电路。图中R3是晶体管VT1的集电极负载电阻。R4、VD1、VD2用来使三极管VT2、VT3建立一个偏置电压，以减小交越失真。

为了提高OTL电路的输出功率，一般要加前置放大级（即推动级）。前置放大级由Rb1、Rb2、VT1和R3组成。前置放大级的偏置电阻Rb1不接到电源UCC上，而是接到A点。这是为了取得直流电压负反馈，以保证静态时A点电位稳定在UCC／2，而不受温度变化的影响。例如，当环境温度升高时，由于VT1的集电极电流增大，引起R3、R4上的电压降增大，使B点对地电压UB降低。因而A点电位UA＝UB－UBE2－UR5也下降。但由于Rb1接至A点，UA的降低使UB1也降低，这就导致了VT1的基极电流减小，从而牵制了IC1的上升，使UA基本上恢复到原来的数值。

三极管VT2、VT3应为特性一致的互补管。它们和R5、R6组成功率放大电路的输出级。当输入信号为负半周时，B点和C点电位升向，VT2导通，VT3截止，这时电源UCC通过VT2对C充电，在RL上产生正方向电流。当输入信号为正半周时，B点和C点的电位降低，VT2截止，VT3导通，这时C通过VT3对RL放电，产生反向电流。图中VD1、VD2起温度补偿作用；R5、R6是一个小电阻，若负载短路，它对VT2、VT3有一定的限流保护作用。值得指出的是，OTL电路中每个管子的工作电压不是UCC，而是UCC／2（输出电压最大值只能达到约UCC／2）所以前面导出的计算Po、PT和PU的公式必须加以修正。由此可知，OTL电路的最大输出功率（理想）。

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三、BTL电路

对于BTL（Balanced Transformer Less平衡时无变压器放大电路）来说，电路的特点是：双电源供电、不需输出电容、频率特性好、可以放大变化缓慢的信号。电路如下图：

BTL功率放大器，其主要特点是在同样电源电压和负载电阻条件下，它可得到比OCL或OTL电路大几倍的输出功率，其工作原理图如图所示。静态时，电桥平衡，负载RL中无直流电流。动态时，桥臂对管轮流导通。在ui正半周，上正下负，V1、V4导通，V2、V3截止，流过负载RL的电流如图中实线所示；在ui负半周，上负下止，V1、V4截止，V2、V3导通，流过负载RL的电流如图中虚线所示。忽略饱和压降，则两个半周合成，在负载上可得到幅度为UCC的输出信号电压。

平衡式放大器究竟有什么好处呢?它的直接好处是在相同的工作电压下，能够向负载提供2倍的输出电压，转换成输出功率为单路输出的4倍，这是理论上的计算值，实际输出能力受电源系统功率的影响和晶体管热损耗影响，一般能够达到2.5倍左右，并有助于消除偶次谐波失真，一般可以做到失真度小于0.01％。

第二个好处是输出电流能力比推挽电路要强，由于在相同的工作电压下，平衡式放大器的输出功率是普通推挽的2～3倍，这意味在相同的输出功率下，平衡式放大器的工作电压要低一些，换算到晶体管上的电流处理能力要大许多。

本文介绍的OCL、OTL、BTL放大电路因为在驱动扬声器负载方面的应用比较广泛，因而会频繁遇到。

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四、甲类、乙类、甲乙类电路

甲类(Class-A)放大器的输出晶体管(或电子管)的工作点在其线性部分中点,不论信号电平如何变化,它从电源取出的电流总是恒定不变,它是低效率的,用作声频放大时由于信号幅度不断变化,其实际效率不可能超过25%,可由单管或推挽工作。甲类放大器的优点是无交越失真和开关失真,而且谐波分量中主要是偶次谐波,在听感上低音厚实、中音柔顺温暖、高音清晰利落、层次感好,十分讨人喜欢。但一直因为耗电多,效率低,容易发热和对散热要求高而未能在大功率的放大器中得到广泛应用。由于器件长期工作于大电流高温下,容易引起可靠性和寿命方面的问题,而且整机成本高,所以制造甲类功率放大器出名的厂家,现在已大多停止生产晶体管甲类功率放大器。

乙类(Class-B)放大器的偏置使推挽工作的晶体管(或电子管)在无驱动信号时,处于低电流状态,当加上驱动信号时,一对管子中的一只在半周期内电流上升,而另一只管子则趋向截止,到另一个半周时,情况相反,由于两管轮流工作,必须采用推挽电路才能放大完整的信号波形。乙类放大器的优点是效率较高,理论上可达78%,缺点是失真较大。

甲乙类(Class-AB)放大器在低电平驱动时,放大器为甲类工作,当提高驱动电平时,转为乙类工作。甲乙类放大器的长处在于它比甲类提高了小信号输入时的效率,随着输出功率的增大,效率也增高,虽然失真比甲类大,然而至今仍是应用最广泛的晶体管功率放大器程式,趋向是越来越多的采用高偏流的甲乙类,以减少低电平信号的失真。

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五、电路实例

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