典型的甲類單管功率放大電路如圖 Z0402所示。在圖中Rb1和Rb2組成偏置電路;Cb、Ce為交流旁路電容;Tr1、Tr2是輸入、出變壓器,輸出變壓器Tr2其初級接晶體管的集電極,次級接負載RL,它的作用
是進行阻抗變換,使放大電路獲得最佳負載,從而提高輸出效率。
由圖Z0402可列出其直流負載線方程:
UCE = EC - IE Re GS0402
因為變壓器初級的直流電阻rT很小,故可視為短路。為了充分利用直流電源EC,功放電路中Re一般選的較?。s幾Ω),其上的壓降也可忽略不計,于是式GS0402為:
UCE ≈ EC GS0403
它表明直流負載線是過點(EC,0)且與縱軸幾乎平行的直線,如圖0403所示,直流負載線與IB對應(yīng)的那條輸出特性曲線的交點即為Q點。
放大電路的交流負載
過Q點作斜率為的直線即得到交流負載線,如圖中所示。
由于功放管處于極限運用狀態(tài),當忽略UCES 和ICEO 時,由圖可見集電極電壓變化的幅值Ucm ≈ EC。電流的幅值Icm = IC ,故,功率管的最大交流輸出功率為:
直流電源供給的功率為:
晶體管的集電極最大效率為:
它表明甲類單管放大電路在理想情況下的效率為50%。實際應(yīng)用時,為了避免輸出信號失真過大,交流動態(tài)范圍不能太大,應(yīng)留有充分的余地,再把變壓器的損耗考慮在內(nèi),實際的效率只有25~35%。
直流電源供給集電極的功率除輸出給負載的功率Po外,其余消耗在晶體管的集電結(jié)上,即管子的損耗功率: PT=PE - Po GS0408
靜態(tài)時,Po = 0,則: PT = Pcmax=PE=ECIC=2Pomax GS0409
可見,單管甲類功放電路,靜態(tài)時管耗最大。
當集電極電流iC減小時,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,變壓器初級線圈中的感應(yīng)電壓與直流電源電壓EC串聯(lián)相加,使管壓降Ucem ≈2EC,因此,甲類功放管的最大允許集電極電壓BVCER必須大于2EC。