丁类功率放大器

高频功率放大器的主要问题是如何尽可能地提高它的输出功率与效率。

甲、乙、丙类放大器就是沿着不断减小电流通角θc的途径，来不断提高放大器的效率。

但是，θc减小是有一定限度的。

因为θc太小，效率虽然很高，但因Icm1下降太多，输出功率反而下降。

要想维持Icm1不变，就必须加大激励电压（即输入电压），这又可能因激励电压过大而引起管子的击穿。

丁类放大器就是采用固定θc为90°，但尽量降低管子的耗散功率的办法，来提高功率放大器的效率。

具体说，丁类放大器的晶体管工作于开关状态：导通时，管子进入饱和区，器件内阻接近于零；截止时，电流为零，器件内阻接近于无穷大。

这样集电极功耗大为减小，效率大大提高。

理想情况下，丁类放大器的效率可达100%。

丁类放大器原理图
电流开关型放大器的谐振回路中心点的电压波形
电压开关型电路的输出等效电路
优点：谐波输出小，效率高
缺点：频率上限受到限制
在低频功率放大器中，有一种称为丁类的功率放大器，此类放大器又叫开关型功率放大器，现在又有人称它为数字功率放大器（我认为有炒作的嫌疑）。

它利用晶体管的高速开关特性和低的饱和压降的特点，其效率很高，理论上可达100%，实际可达90%。

此电路不需要严格的对称，也不需要复杂的直流偏置和负反馈，使稳定性大大提高。

用同样的功耗的管子可得到比甲乙类放大器高4倍功率的输出。

J-1是这种放大器的原理框图，脉冲发生器产生占空系数50%的矩型波，然后用音频信号对这矩型波信号进行脉冲宽度调制（PDM），得到脉宽与信号幅度成正比的调制脉冲信号，此信号送到由开关管所组成的功率放大器进行脉冲功率放大，输出的信号再经过一个低通滤波器进行解调，得到音频信号推动扬声器发声。

脉冲信号的频率可根据失真度要求而定，频率越高失真越小，当脉冲频率与音频频率的最高之比为10：1时失真度约2%。

J-2是这种放大器的一个实用电路，有兴趣的朋友不妨试做一个。