前言
- 本章我们来讨论一下共集放大电路，也就是传说中的“功放”电路，大家往往听到“功放”
这个词大多是跟音响系统有关。 - 音响作为最终负载的扬声器，其阻抗大约为4Ω或8Ω，一般电路无法驱动如此重的负载（重负载：一般是指负载阻抗小；反之，轻负载：是指负载阻抗比较大）
- 音响中的功放电路严格来说分为“前级”和“后级”，分别使用的是共射极放大电路（主要用来调节音量）和共集极放大电路（主要用于驱动扬声器）
共集放大电路（射极跟随器）
下面我们来看Tina-TI仿真电路分析
- Tina仿真1
- 瞬时现象仿真结果
从电路瞬时现象仿真结果可以看出，
（1）共集极放大电路的放大倍数为1，又被称为射极跟随器
（2）只要三极管be导通，“射随”就成立
（3）射随电路用于连接在两个电路，起到有病治病，无病强身的“缓冲器”的作用
注：电路中要成为缓冲器，必须保证不能改变信号的幅值和带宽、输入阻抗极大（使前级电路易于驱动）、输出阻抗极小（轻松驱动后级负载电路），射随电路就能很好满足上述条件
在这里我要简单说一下，很多同学搞不清楚为什么说输入、输出阻抗大小是大好还是小好。
1）对于输入阻抗来说，输入阻抗越大越好，因为这样落到放大器上的电压就越大，更接近信号源电压（信号源内阻索取的就越小）
2）对于输出阻抗来说，输出阻抗越小越好，因为这样放大电路自身分得的电压就会很小。假设输出电压不变，可以得到很大的电流，驱动负载工作。
甲类功率放大电路
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对于甲类功放电路来说，如果不要求把输出信号滤波为纯交流，射极电阻Re的取值可以尽量大
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如果需要信号输入交流，输出交流，且带上负载，射极电阻Re的取值就要有要求了
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首先看一个Tina仿真实例，输入信号的直流偏置为7.7V，输入交流信号的幅值取8Vpp，射极电阻Re取6KΩ，负载电阻RL取1KΩ重负载，观察输出波形变化
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Tina仿真1
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输入与输出波形
从上图中我们可以发现，输出波形发生失真，这是为什么呢？ -
我们把输入交流信号的幅值减小为2Vpp时来看一下输出波形变化
从上图中发现，输出波形并未发生失真，输出与输入一致
输入交流信号为8Vpp时，输出波形发生失真现象。我们将射极电阻Re与负载电阻对调，即射极电阻取1KΩ，负载电阻取6KΩ轻负载，再来观察输出波形变化 -
Tina仿真2
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输入与输出波形
从上图中发现，输出波形并未发生变化，这个是原因造成之前仿真1中的甲类功放电路失真呢？下面来讨论一下：
（1）电路在处于稳态时，C1可以看成电池。在没有交流信号输入时，Ve的电位为7.7-0.7=7V，即C1两端的电压，因此Re、C1、RL组成的回路，它们的分压关系为
（2）当输入信号小于Ve+0.7V时，be之间的PN截将截止，于是就发生了截止失真
从左图中可以看出，只要输入信号的瞬时值小于6.7V，就会发生“削底失真”，而对应的输出信号最小为-1V。因此，我们可以看出当输入信号为8Vpp时，就会发生失真现象，对应的输出最小也是-1V。
从右图中可以看出，只要输入信号的瞬时值小于1.7V，就会发生“削底失真”。
（3）Re取值不当，会造成失真；RL与Re是密切相关的，RL越小，Re则也要越小，避免发生失真现象。
（4）Re的值不能取过大，过大会造成静态损耗大，在音响系统中，负载阻值往往只有4Ω/8Ω，而Re的取值也必须在这个范围之内，因此，静态功耗就会过大，但是甲类功耗的音质效果较好。
乙类功率放大电路
- 在甲类功放电路中，无论有无输入信号，均会有电流从Vcc经Re到GND，为了克服甲类功放静态功耗大的缺点，可以将Re替换成PNP三极管，基本思路为
（1）输入信号为正半周期VT1导通，构成射随跟随器
（2）输入信号为负半周期VT2导通，也构成射随跟随器
（3）VT1和VT2不会同时导通，所以没有静态功耗 - Tina仿真1
- 输入与输出波形变化
从上图中发现，输出波形VF1出现“交越失真”现象
1）由于输出VT1和VT2不总是导通，所以输出电压的表达式是非线性的，如下
2）当输入信号介于-0.7V到0.7V之间时，输出为0V没变化，称为交越失真
如何消除交越失真
电路上我们可以这样做
-Tina仿真2
只要VD1和VD2导通，就可以是为0.7V的电池，因此有
- 输入与输出波形变化
但是要注意的是：
（1）VD1和VD2要选择管压降为0.7V的二极管，如1N4007。如果选择肖特基二极管，管压降为0.5V，不够抵消Ube
（2）从降低功耗的角度来说，希望R1和R2的阻值越大越好。但是电阻阻值不能选取过大，要根据负载电流来设计。负载电流为Ie，而Ie=βIb，Ib不足同样会导致交越失真
甲乙类功率放大电路
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对于乙类功率放大电路在小电流下性能良好，但是用于大功率放大电路时，会有很大问题
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大功率下，三极管VT1和VT2的发热远远比二极管VD1和VD2严重，因为它们的电流相差很大
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由于-2.5mV/℃的温漂作用，Ube会降低，但二极管基本不变
下面我们通过添加二管VD3和VD4来模拟二极管的管压降高于三极管的Ube的情况 -
Tina仿真1
从上图中可以发现，电流表的示数高达256mA，远远大于5V电压加在负载1KΩ上面的极限电流5mA。如此大的电流是因为VT1和VT2同时导通的结果，电流没有进一步增大是因为R3和R4电阻对基极电流对限制。
温漂导致的最终结果是，三极管因发热而损坏，称为“热击穿”。因此，我们可以引入射极电阻来限制输出电流，就组成了甲乙类功率放大电路 -
Tina仿真2
从上图中可以看出，引入R3和R4后，输出电流为25mA，虽然会有额外的功耗，但是远小于甲类功放电路 -
对于乙类功放电路的三极管的发热现象，实际使用中，可以用“热耦合”来缓解击穿，但是我们的最终方案还是要选择甲乙类功放电路
