晶体管对功率放大有哪些要求，如何克服交越失真

功率放大是一种能量转换的电路，在输入信号的作用下，晶体管把直流电源的能量，转换的电路，在输入信号的作用下，晶体管把直流电源的能量，转换成随输入信号变化的输出功率送给负载，对功率放大要求如下：
（1）输出功率要大：要增加放大器的输出功率，必须使晶体管运行在极限的工作区域附近，由icm、ucm和pcm决定见图一。
图一
（2）效率η要高：放大器的效率η定义为：η=交流输出功率/直流输入功率
（3）非线性失真在允许范围内：由于功率放大器在大信号下工作，所以非线性失真是难免的，问题是要把失真控制在允许范围内，
功率放大器按工作状态和电路形式可分成以下几种：
（1）甲类功率放大器：在整个信号周期内，存在集电极电流；
（2）乙类功率放大器：只有半个信号周期内，存在集电极电流，按电路形式它又可分为：
1）双端推挽电路（depp）
2）单端推挽电路（sepp）
3）平衡无变压器电路（btl）
在实际中，为了克服交越失真，推挽式昌体管电路是工作于甲、乙类状态的。
一、甲类功率放大器
图一是甲类功率放大器，负载rl通过阻抗变换器b变成集电极负载rl=nrlo对直流来说，变压器b初级直流电阻和re均很小，所以直流负载线接近一条垂直线见图一（b）为使放大器输出较大功率，可使交流负载线处于a点和b点位置：a点的uce=ucm，而工作点q处于ab直线中点，通常晶体管的饱和压降和穿透电流都很小，实际上可以认为icmin=0和ucemin=0o 因此，供给负载的电流和电压振幅分别为：
icm=icm/2， ucem=ucm/2 ------------------------------------------------式1
负载的交流功率（或放大器输出功率）为：
pl=（ucem/）×（icm/）=（icm/）×（ucm/）=（1/8）icm×ucm-------式2
工作点q的集电极电流icq和电压uceq分别为：
icq=icm/2， uceq=ec=ucm/2---------------------------------------------式3
所以，直流电源的输入功率：
pd=icq×uceq=（icm/2）×（ucm/2）=1/4icmucm-------------------------------式4
甲类功率放大器的效率为：
η=pl/pd=50%---------------------------------------------------------式5
可见：（1）晶体管的最大集射电压为电源电压ec的两倍。
（2）晶体管静态时耗功率为输出功率的两倍。
（3）甲类放大器的效率最高只有50%。
二、乙类推挽电路
图2（a）为乙类推挽电路，由于输出端使用变压器，因而晶体管对地有两个输出端，设电路完全对称，当输入信号us为正半波时，bg1截止、bg2导通，输出电压ul为负半波，因此，两管轮流导通，一推一挽地工作，故称为推挽电路。
由于两管轮流地工作，所以把两管的输出特性按相反方向叠在一起，两管的交流负载线正好连成直线ab，工作点q处于直线ab的中点，如图2（b）所示，从图中可看出各电量的关系：
（1）如输出变压器的初级和次级绕组的匝数比为n，则每只晶体管的负载电阻rl为：
rl=（n/2）rl=（n/4）rl--------------------------------------------式6
而集电极与集电极之间的电阻rcc为
rcc=nrl=4rl-----------------------------------------------------式7
（2）变压器b2的初级绕组端电压振幅为：
ucem=uceq≈ec----------------------------------------------------式8
初级绕组电流振幅为：
icm=icm----------------------------------------------------------式9
所以输送到初级绕组的功率为：
ps=（ucem/）×（icm/）=（1/2）ecicm------------------------------式10
（3）通过每只晶体管的电流平均值为：
ico=icm/π-------------------------------------------------------式11
由直流电源供给的功率为
pd=（2ico）ec=2×（icm/π）×ec--------------------------------------式12
（4）推挽电路的效率为：
η=（ps/pd）100%={（1/2×ec×icm）/［2×（icm/π）×ec］}100%≈78.5%-----式13
设计推挽电路时要注意：
（1）为避免交越失真，晶体管应具有一定的偏置电流，但不要过大，否则使电路效率降低。
（2）晶体管的最大集电极电压ucm》2ec。
（3）晶体管的耗散功率pcm≥1.2pc1，其中pc1为每只晶体管送给变压器b2初级的功率，即pc1=［（1/2）pso］。
（4）根据pc1及ec1的要求，算出晶体管负载电阻pl及输出变压器的匝数比n。
图2