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室不变,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。实际的应用中也不一定象大家想象那样美好的音质,由于一直因为耗电多,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使用。由于器件长期工作于大电流高温下,容易引起可靠和寿命方面的问题,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,到另一个半周期,情况相反,由于两管轮流工作,必须采用推挽电路才能大完整的信号波形。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(Cass-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,效率了增高,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。

现在比较常用的D类功率放大器(数字功率放大器)是目前效率最高的品种,相关资料参考D类功率放大器。
数字功放”的基本电路是早已存在的D类放大器(国内称丁类放大器)。以前,由于价格和技术上的原因,这种放大电路只是在实验室或高价位的测试仪器中应用。这几年的技术发展使数字功放的元件集成到一两块芯片中,价格也在不断下降。理论证明,D类放大器的效率可达到100%。然而,迄今还没有找到理想的开关元件,难免会产生一部分功率损耗,如果使用的器件不良,损耗就会更大些。但是不管怎样,它的放大效率还是达到90%以上。
此外,数字功放具有失真小、噪音低、动态范围大等特点,在音质的透明度、解析力,背景的宁静、低频的震撼力度方面是传统功放不可比拟的。
数字功放的电路结构如图1所示,它和DC-DC开关型逆变电路类似。输入的音频模拟信号经过PWM电路调制处理后,形成占空比同输入信号成一定比例的脉冲链,经过开关电路放大后,由低通滤波器滤除高频成分,还原出已放大的输入信号波形,由扬声器放音。图2为D类放大器的典型电路,采用场效应管H-桥式连接。
众所周知,从上述场效应管H-桥式电路输出的脉冲波是不便直接驱动扬声器发声的。为了重现放大的音频信号,输出波形必须恢复到原来的正弦波。前几年D类放大器的设计,大都采用低通滤波器来解决。由于音频的频带范围为20Hz~20kHz,而载波频率通常是它的5倍以上,因此,滤除载波频率的过程相当简单,就是在扬声器前面接一个截止频率约为25kHz左右的低通滤波器。而在运用到重低音功放时,由于处理的是低频,低通的截止频率可以降低到5kHz左右。滤波器可根据性能要求采用Chebyshev、Butterworth或Bessel等电路。滤波器的设计要求较高,弄得不好会引起射频干扰。为降低功耗,一般采用被动元件。
由于功耗和体积的优势,数字功放首先在能源有限的汽车音响和要求较高的重低音有源音箱中得到应用。随着DVD家庭影院、迷你音响系统、机顶盒、个人电脑、LCD电视、平板显示器和移动电话等消费类产品日新月异的发展,尤其是SACD、DVD Audio等一些高采样频率的新音源规格的出现,以及音响系统从立体声到多声道环绕系统的进化,都加速了数字功放的发展。近年来,数字功放的价格呈不断下降的趋势,有关这方面的专利也层出不穷。
D类输出功率和消耗功率与AB类功率放大器消耗比例
采用低频音频信号调制一个固定高频频率的脉宽的一种放大器被人们称为D类放大器又有人称为数字音频放大器,他最大的特点是效率特别高(理论上可以达到100%,实际在85%以上),采用非常小的电子器件就可以制造出很大功率的音频放大器。
小功率,即1W-3W的功率放大器而言,在相同播放内容的状况下,AB类功率放大器与D类功率放大器的功率效率各约为AB=15%及D=75%。在播放1W音乐的状况下,AB类功率放大器需要消耗6.7W的功率,但D类功率放大器在同样的播放条件下只消耗1.33W。因此,使用D类功率放大器可延长电池的使用时间达5倍(6.7W/1.33W)。低功率的使用除了手机,DVD、MP3及PMP之外还有一些流行产品如iPod、手机、及数字相框。  那么中功率的情况下,即10W-30W的功率放大器而言在相同播放内容以语音为主的状况下,AB类功率放大器与D类功率放大器的功率效率分别为AB=25%及D=80%。在播放10W语音的状况下,AB类功率放大器需要损耗40W的功率,但D类功率放大器在同样的条件下播放只损耗12.5Watts。因此使用D类功率放大器可降低电源的成本将近3倍(40W/12.5W),而且D类功率放大器所产生的2.5W的热可由一般功率封装及PCB设计即可处理不必额外的散热器。在大功率输出的情况下,即100W-200W的D类数字功率放大器在汽车音响亦将占有一席之地,在此高功率之下D类功率放大器仍免不了使用散热片,但散热面积与散热量比AB类功率放大器所需的要小,由于高效率的原因,D类功率放大器可以在不启动汽车引擎的状况下有较长的使用时间而不消耗太多电瓶的电量,D类功率放大器成为现在汽车音响的主要应用产品。
电子制作网的老铎先生认为,由于D类数字音频放大器技术十分成熟,准备在一段时间内设计一些比较有代表的D类数字音频放大器电路和放大器专用的音响电源供大家学习和制作。
D类数字音频功率放大器的电源成本及散热成本优势
厂家在计算功率时并不以声音内容做标准,而延用传统的正弦波讯号当输入。如以正弦波讯号而言AB类功率放大器与D类功率放大器的功率效率各约为45%及80%。如果以15W×2来计算D类功率放大器的总供应功率约为30W/80%=37.5W,AB类功率放大器的总供应功率约为30W/45%=66.7W,所以使用D类功率放大器可节省将近30W的功率。由于功率放大器的电源由电源器件所提供,因此D类功率放大器的电源器件成本将大大降低。同时电源器件的散热器及功率放大器散热器的成本及电路版空间的成本都有很大的降低。