同极性对管功率放大具有电路结构简单、功率放大对管容易选配等优点，但输入、输出变压器使电路在体积、重量、频响、效率、集成化等方面都有缺欠。改进的关键是去掉变压器。

没有变压器做交流信号的倒相、分配，要使两只功率放大管能在同一个交流信号下交替放大，并在同一个负载上合成输出，需用互补型对管（特性参数一致的NPN、PNP型功率放大管）的共集电极放大电路组合。

1.OTL功率放大

（1）电路构成及工作原理

采用单电源及输出耦合电容供电方式的称为OTL功率放大，原理如图3-67所示。电路中A点电压为V_CC/2，VT₁、VT₂由共用偏置电路（图3-67中省略）设定为甲乙类工作状态。

图3-67 OTL电路对管交替工作原理

当输入信号为正半周时，VT₁（NPN型硅管）发射结正偏、导通放大，发射极输出的信号电流i_C1对电容C充电并流过负载；VT₂（PNP型硅管）发射结反偏截止。当输入信号为负半周时，VT₁截止，VT₂（PNP型管）发射结正偏、导通放大，电容C放电（为PNP型管提供电源），电流i_C2流过负载。两管分别工作在正、负半周，使负载R_LL上获得一个完整的正弦波。

（2）OTL功率放大的偏置电路

含有偏置电路的OTL如图3-68所示。

图3-68 OTL电路的偏置电路

电路中VT₁构成甲类放大推动级，VT₂和VT₃构成OTL功率放大输出。为让两个晶体管静态处于甲乙类工作状态，使OTL电路消除交越失真，在VT₂、VT₃两管基极之间串联VD₁、VD₂两只硅二极管，VD₁、VD₂的静态串联电压约为（0.6V×2）1.2V左右。准确调整VT₁的集电极电流，可使VD₁、VD₂之间为V_CC/2，两个晶体管就都处于微导通的状态。二极管的交流电阻非常小，对交流信号几乎没有任何影响，VT₂和VT₃两晶体管基极得到的输入信号基本相同，不会造成输出信号的正、负不对称。

（3）在OTL功率放大中引入自举电路

图3-69所示为一个实用的OTL电路，电路结构与图3-68基本相同，但有一点改进。

图3-69 有自举的OTL电路

由于输出电容C₄的端电压不能突变，A点电位随输出信号向上浮动时，会压缩VT₂的动态范围，使输出波形失真。为此在R₄（隔离电阻）的配合下，引入电容C₂，利用电容C₂端电压不能突变的特性让E点电位随A点上浮（称为自举），使VT₂保持甲乙类工作状态。R₄、C₂两个元件合称为自举电路。OTL电路的两个功率放大管都是射极输出放大，含有较强的电压负反馈，电容C₂在电路中引入正反馈给以补偿，可适当提高功率放大增益。

（4）OTL电路工作点的调整

RP₂用于调整功率放大管的工作点，有效克服交越失真，它的作用与图3-68中的VD₁、VD₂作用相同。RP₁是VT₁的上偏置电阻（引入电压并联负反馈），用于调整功率放大输出管的中点电位，兼有稳定工作点的温度补偿作用。

对于图3-69所示的OTL电路，调整静态工作点靠两个电位器，首先调VT₁的基极偏置RP₁电阻，使A点电位为V_CC/2，然后调VT₂、VT₃的偏置电位器RP₂，使交越失真消失。

需要注意的是，调RP₂确定工作点时会影响A点电位，调RP₁矫正A点电位时也会影响对管的工作点，所以要反复调整，才能找到一个最佳状态。

【边学边练】

1．按图3-69所示电路在实验板上排布焊接

器件型号及元件参数见表3-3。

表3-3 OTL功率放大电路元器件表

2．安装与调试

1)按图3-69组装焊接电路，并在VT₂的集电极串联电流表。RP₁应置中间位置，RP₂应置于最小值对应位置。检查无误后，才可进行下面的实验。

2)调整静态工作点。接通电源，调节RP₁，使中点电压等于6V。如果中点电压不可调节，则是电路有故障，必须认真检查，排除故障后，才可进行下面的实验。

3．观察并消除交越失真

1)用信号发生器给电路输入lkHz正弦信号，用示波器在扬声器两端观察输出信号波形。逐渐加大输入信号电压的幅度，直至出现交越失真，记下此时电流表的读数。调节RP₂，使交越失真消失。此时，中点电压可能有变化，应调节RP₁使中点电压仍为6V，记下此时电流表的读数。

2)断开信号源，对电路的工作点进行测量。

4．自举电容的作用

1)断开自举电容C₂。在电路的输入端加入频率为lkHz的正弦波信号，用示波器观察输出电压波形。逐渐加大输入信号电压的幅度，使输出电压波形出现明显的削顶失真。读出示波器显示的输出信号幅度。(www.daowen.com)

2)保持输入信号电压幅度不变，接入自举电容C₂，观察输出电压波形，并读出输出信号电压幅度。

2.OCL电路

（1）OTL电路的弱点

由于OTL电路中用到输出耦合电容，这个电容的大小决定了放大器的低端频率响应，所以电容应大些，即使非常大，很低的频率也不能通过电容。而电解电容都是用卷绕方法制成，不可避免地存在电感效应，使得高端频响也受影响。为使功率放大的频响特性均衡、平坦，就需要去掉输出耦合电容。

（2）OCL电路的工作原理

图3-70所示为OCL电路的原理，从图中可以看出，它的结构与OTL电路差不多，工作原理也与OTL电路相似，不同点在于没有输出耦合电容而增加一个电源，两电源串联，接点为地。+V_CC给NPN型管VT₁供电，-V_CC给PNP型管VT₂供电。OCL电路是双电源供电的互补对称功率放大，也叫无输出电容功率放大器。

（3）OCL电路的特点

由于输出采用直接耦合，频响特性平坦、均衡是OCL电路的突出优点。但要避免直流进入负载，中点的静态电位必须为0，否则会给扬声器造成摧毁性的麻烦，因此抑制零点漂移成为重要问题，常采用差动电路或集成运放做驱动（前置放大）。

（4）OCL功率放大组合——BTL功率放大

将两组OCL功率放大再组合，构成BTL功率放大，4只功率放大管接成桥式结构，信号输入方式和功率放大电流如图3-71所示。

图3-70 OCL电路的原理

图3-71 BTL电路的基本结构和原理

BTL电路简化了OCL功率放大的双电源要求，并提高了输出功率。

3.复合式互补对管功率放大

（1）晶体管复合

1）晶体管复合方式。将两个（或多个）晶体管按一定方式连接组合在一起使用叫做复合管（复合管的成品叫做达林顿管）。复合管共有4种组合方式，如图3-72所示。

图3-72 复合管的组成

两只晶体管组成复合管后，相当于一只晶体管，图3-72a、b所示是同极性管子复合，图3-72c、d所示属于异极性管子复合。依据电流流向确认导电类型，复合后的导电类型都与第一只晶体管相同，而与第二只晶体管无关，所以可以用这种方法改变管子的导电类型。在实际应用中，要将两只互补功率放大管的参数选得一样是比较困难的事情，如果采用复合管，第一只管子用小功率晶体管，来决定导电类型，第二只用同类型大功率晶体管，功率放大管选配就很容易了。

2）晶体管的复合效果。按照功率放大电路输出功率的需要，流过功率放大管的电流都比较大，要用大功率晶体管，而大功率晶体管的放大倍数都比较小，这样对前级的要求就比较大。比如：有一个功率放大电路中的功率放大管输出电流2A，其放大倍数β=20，则需要基极电流达到100mA以上，这样大的基极电流如果由前级来提供是不现实的。如果采用图3-72a所示的复合管，就有I_C2=β₂I_B2≈β₂（β₁I_B1）=β₂β₁I_B1，则复合管的放大倍数很高，β=I_C2/I_B1=β₂β₁，对于前面提到的电路，若采用复合管，β₂还是20，β₁为50，则基极电流只要求有1mA以上就可以了。复合管可以改变功率放大管的参数指标，改变功率放大管的导电类型。

（2）使用复合管的功率放大器

1）使用复合管的OTL电路。图3-73所示为使用复合管的OTL电路，这个电路的基本结构与图3-69相同，所不同的是用两只复合管代替了图3-69中的VT₂和VT₃。

图3-73 使用复合管的OTL电路

VT₁和它周围的电阻构成前置放大级，R₁用于确定输出中点电压，C₂和R₆是自举电路，R₄、VD用于消除交越失真。VT₂、VT₄复合为NPN型管，VT₃、VT₅复合为PNP型管。R₇、R₈是对复合管的改进，R₇引入负反馈，R₈是为增加对称性而设置的电阻。R₉、R10是限流电阻，对管子有保护作用。

2）使用复合管的OCL电路。图3-74所示是使用复合管的OCL电路。这个电路是一个实用的40W

功率放大电路图，所以它的元器件比较多，在读图时

先看整体电路的结构，找到信号的主流程，然后再分析单元电路。

图3-74 使用复合管的OCL电路

由VT₃～VT₇组成的电路是与图3-73所示OTL相似的OCL电路，不同处在于它的输入级是由VT₁、VT₂组成差动放大输入级，用于放大输入信号并使中点A的静态电位稳定为零。信号经差动放大级放大以后，从VT₁的集电极输出，送入由VT₃构成的推动级再放大后，送入复合管构成的OCL输出级。

在单元电路中，各元器件的作用与OTL电路基本相同，如C₄、R₆是自举电路，VD₁、VD₂消除交越失真，在复合管周围的改进电阻、负反馈电阻、均衡电阻等作用与复合管OTL电路相同。R₇用于引回深度直流负反馈，C₃、R₅组成交流旁路以降低对交流的影响。C₂、R₄是电源的退耦滤波电路；C₆、R₁₅是负载（扬声器）的均衡补偿电路，它可以减小因扬声器线圈电感所引起的相移，使感性负载转为纯阻性负载。