圖2-46所示是分立元器件構成的OTL功率放大器。OTL功率放大器採用互補推輓輸出級電路。OTL功率放大器種類較多，這裡以OTL音頻功率放大器為例，詳細介紹這種放大器的工作原理。

圖2-46 分立元器件構成的OTL 功率放大器

電路中，VT1構成推動級放大器;VT2和VT3構成互補推輓輸出式放大器，VT2是NPN型三極管，VT3是PNP型三極管。

直流電路分析

電路中，推動級與功放輸出級之間採用直接耦合電路，所以兩級放大器之間的直流電路相互影響。這一放大器的直流電路比較複雜，分成以下幾個部分分析。

1.電路啟動分析

接通直流工作電源瞬間，+V經R2和R3給VT2基極提供偏置電壓，使VT2發射極有直流電壓，這一電壓經R4和R1分壓後加到VT1基極，給VT1提供靜態直流偏置電壓，VT1導通。

VT1導通後，其集電極(C點)電壓下降，也就是VT3基極電壓下降，當放大器輸出端A點電壓大於C點電壓時，VT3也處於導通狀態，這樣電路中的3只三極管均進入導通狀態，電路完成啟動過程。

2.靜態電路分析

接通直流電源瞬間，很快放大器進入穩定的靜態，此時A點電壓等於直流電源電壓+V的一半，如果+V等於12V，放大器輸出端(A點)的直流電壓等於6V。這是OTL功率放大器的一大特徵，瞭解和記住這一點對檢修OTL功率放大器很有用，如果測量A點電壓不等於+V的一半，說明OTL功率放大器已經出現故障。

3.VT2和VT3直流電壓供電電路分析

對直流電流而言，VT2和VT3是串聯的，所以只有+V的一半加到了每隻三極管的集電極與發射極之間，而不是+V的全部。

功率放大器中，電路的直流工作電壓大小直接關係到放大器的輸出功率大小，+V愈大放大器的輸出功率愈大。所以，對於OTL功率放大器而言，由於每隻三極管的有效工作電壓只有+V的一半，要求有更大的直流工作電壓+V才能有較大的輸出功率，這是OTL功率放大器電路的一個不足之處。

交流電路分析

電路中，輸入信號Ui經VT1放大後，從集電極輸出。由於偏置二極管VD1和VD2在直流工作電壓+V的正向偏置作用下導通，它們的內阻很小，所以電路中A點和B點上的信號可以認為大小一樣。

VT1構成共發射極放大器，它的集電極負載電阻比較複雜，主要有R2、R3、VD1和VD2導通後的內阻以及VT2和VT3的輸入電阻。

1.正半周信號分析

在VT1集電極上為正半周信號期間，由於C點電壓隨正半周信號增大而升高，VT3處於截止狀態;同時B點電壓隨正半周信號增大而升高，VT2處於導通、放大狀態，其放大後的輸出信號經輸出端耦合電容C3加到揚聲器BL1中。

2.負半周信號分析

在VT1集電極為負半周信號期間，VT2截止，VT3導通、放大，其輸出信號也是通過C3加到BL1。這樣，在BL1上得到一個完整的信號。

3.信號傳輸分析

這一放大器中的信號傳輸過程是：輸入信號Ui→C1(耦合)→VT1基極→VT1集電極(推動放大)→VT2基極(通過導通的VD1和VD2)、VT3基極→VT2和VT3發射極(射極輸出器，電流放大)→C3(輸出端耦合電容)→BL1→地端。

4.定壓式輸出特性

電路中，R4和R1構成電壓並聯式負反饋電路，具有強烈的負反饋作用。這一負反饋電路對直流和交流都存在負反饋作用。由於電壓負反饋能夠穩定輸出電壓，所以這種功率放大器具有定壓式輸出的特性。

自舉電路分析

在OTL功率放大器中要設自舉電路。圖2-46所示電路中，C2、R2和R3構成自舉電路。其中，C2為自舉電容，R2為隔離電阻，R3將自舉電壓加到VT2基極。

1.設置自舉電路的原因

為了電路分析的方便，將圖2-46所示電路重畫成如圖2-47所示的形式。

圖2-47 OTL 功率放大器

如果不加自舉電容C2，VT1集電極信號為正半週期間VT2導通、放大。當輸入VT2基極的信號比較大時，VT2基極信號電壓大，由於VT2發射極電壓跟隨基極電壓，VT2發射極電壓逼近+V，造成VT2集電極與發射極之間的直流工作電壓減小。

三極管集電極與發射極之間的工作電壓減小後，三極管容易進入飽和區，使三極管基極電流不能有效地控制集電極電流。換句話講，在三極管集電極與發射極之間的直流工作電壓減小後，基極電流增大許多才能使三極管集電極電流有一些增大，這顯然使正半周大信號的輸出受到抑制，造成正半周大信號的輸出不足，必須採取措施來加以補償，即採用自舉電路。

2.自舉電路靜態情況分析

在靜態時，+V經R2對C2充電，使C2上充有上正下負的電壓UC2，這樣電路中E點的直流電壓等於A點的直流電壓加上UC2，E點的直流電壓高於A點電壓。

3.自舉過程分析

加入自舉電路後，由於C2容量很大，它的放電迴路時間常數很大，使C2上的電壓UC2基本不變。這樣，當正半周大信號出現時，A點電壓升高導致E點電壓也隨之升高。

電路中，E點升高的電壓經R3加到VT2基極，使VT2基極上的信號電壓更高(正反饋過程)，有更大的基極信號電流激勵VT2，使VT2發射極輸出信號電流更大，補償VT2集電極與發射極之間直流工作電壓下降而造成的輸出信號電流不足，這一過程稱為自舉。

4.隔離電阻R2分析

自舉電路中，R2用來將E點的直流電壓與直流工作電壓+V隔離，使E點直流電壓有可能在某瞬間超過+V。

當VT2中的正半周信號幅度很大時，A點電壓接近+V，E點直流電壓更大，並超過+V，此時E點電流經R2流向電源+V(對直流電源充電)端。

如果沒有電阻R2的隔離作用(將R2短接)，則E點直流電壓最高為+V，而不可能超過+V，此時無自舉作用。可見設置了隔離電阻R2後，自舉電路在大信號時的自舉作用更好。

電路特點

OTL功率放大器具有下列一些特點。

(1)OTL功率放大器是目前最常用的功率放大器。

(2)由於兩隻功率放大管採用串聯供電方式，要求直流工作電壓+V較高。因為每隻三極管上的實際工作電壓只有電源電壓的一半，所以在直流工作電壓較低時，這種功率放大器的輸出功率不大，在採用電池供電的機器中不宜用這種功率放大器電路。

(3)功率放大器電路輸出端直流工作電壓為電源電壓+V的一半，這一特點對修理相當重要，在沒有電路靜態工作電壓等資料的情況下，這一直流電壓特徵對修理的作用顯得尤為突出。

(4)採用輸出端耦合電容代替輸出耦合變壓器，使放大器的低頻特性和輸出功率都有較大的改善。OTL功率放大器電路在採用較高的直流工作電壓時，輸出功率可以很大。

(5)OTL功率放大器電路在開機瞬間揚聲器中會發出“砰”的一聲開機衝擊聲，這是因為輸出端耦合電容在剛開機時兩端電壓不能突變，相當於輸出端耦合短路，開機時的這一衝擊電流流過了揚聲器，產生這一開機噪聲。在許多收錄機和組合音響中，為了消除這一開機衝擊聲，可以設置開機靜噪電路。

實用複合互補推輓式OTL功率放大器工作原理分析與理解

圖2-48所示是實用的複合互補推輓式OTL功率放大器電路。

圖2-48 實用複合互補推輓式OTL功率放大器電路

1.電路組成

關於這一實用複合互補推輓式OTL功率放大器的電路組成主要說明下列幾點。

(1)VT1構成推動級放大器。

(2)VT2～VT5構成複合互補推輓式輸出級，其中VT2和VT3組成一個複合管，等效成一隻NPN型三極管，VT4和VT5構成一隻PNP型三極管。

(3)VT2和VT4可以採用小功率的不同極性三極管，兩隻輸出管VT3和VT5可以採用同極性的大功率三極管，這樣安排就解決了互補推輓功率放大器電路中要求兩隻同性能而不同極性大功率三極管配對的問題。

2.直流電路分析

關於這一放大器直流電路分析主要說明下列幾點。

(1)R P 1和R 1對輸出端的直流電壓進行分壓，分壓後的電壓給VT1提供基極直流偏置電壓，調節RP1的阻值大小可改變VT1靜態偏置狀態，從而可改變VT2～VT5靜態偏置狀態。

(2)通過調節RP1的阻值，可以使功放輸出級放大器輸出端直流電壓為+V的一半，這樣整個放大器直流電路進入正常的工作狀態。

(3)VT2～VT5處於甲乙類工作狀態，R5和VD1是複合輸出管VT2～VT5的靜態偏置電路，提供很小的靜態偏置電流，以克服交越失真。

(4)直流工作電壓+V提供的直流電流流過R5和VD1偏置電路，在R5和VD1兩端產生了電壓降，使VT2和VT4基極之間有一定的電壓差，這一電壓差就是VT2和VT4的直流偏置電壓，兩管有了很小的直流偏置電流。

(5)VT2偏置電流從發射極輸出，加到VT3基極，給VT3提供基極直流偏置電流;VT4集電極輸出的直流偏置電流加到VT5基極，給VT5提供了直流偏置電流。

(6)電路中設置電阻R5的目的是為了加大VT2和VT4基極之間的電壓，因為採用了複合管後需要更大的正向偏置電壓(因為VT2和VT3的發射結串聯)，而VD1只有0.6V管壓降，所以要加入電阻R5，利用電阻R5產生的壓降來使VT2和VT4基極之間存在足夠大的電壓降，作為偏置電壓。

3.交流電路分析

交流電路分析時將複合管看成是一隻三極管，這樣其工作原理的分析與前面介紹的OTL功率放大器基本一樣，電路分析很簡單。

關於這一放大器的交流電路分析主要說明下列幾點。

(1)Ui為輸入信號，這一信號經VT1放大後從其集電極輸出。VT1集電極輸出信號直接加到VT4基極，同時通過已處於導通狀態的VD1和R5加到VT2基極，由於VD1導通後內阻小，R5阻值也很小，這樣加到VT2和VT4基極上的信號可以認為大小一樣。

(2)在VT1集電極輸出正半周信號期間，VT2和VT3導通、放大，VT4和VT5截止;在VT1集電極輸出負半周信號期間，VT4和VT5導通、放大，VT2和VT3處於截止狀態。

(3)兩隻複合管輸出的信號通過輸出端耦合電容C5加到揚聲器BL1中。

4.元器件作用分析

C2、R2和R3構成自舉電路，其中C2為自舉電容，R2為隔離電阻，R3將自舉電壓加到VT2基極，並具有限流保護作用。

C1為輸入端耦合電容，C4為VT1發射極旁路電容，C5為輸出端耦合電容。對於輸出端耦合電容C5要了解它的幾個作用：耦合作用、隔直作用和作為功率輸出的電源作用。

R6、R9、R8和R10用來減小兩隻複合管的ICEO。C3為VT1高頻負反饋電容，用來消除放大器自激和抑制放大器的高頻噪聲。C7為濾波電容，R11和C6構成“茹貝爾”電路。

電路分析小結

關於OTL功率放大器的電路分析主要說明以下幾點。

(1)OTL功率放大器輸出端直流電壓等於+V的一半，這一點對檢修OTL功率放大器故障很重要。

(2)OTL功率放大器的直流電路分析比較困難，主要是功率放大管的偏置電路、輸出端耦合電容的充電和放電、功率放大管的直流電路分析等。

(3)自舉電路只對正半周大信號起補償作用，對於負半周信號沒有自舉作用。接入隔離電阻後，只要有較小的電流對直流電源充電，在隔離電阻上的壓降就比較大(隔離電阻比較大)，就能使自舉的電壓超過直流工作電壓+V。

(4)只有掌握了典型分立元器件OTL功率放大器的工作原理之後，才能比較順利地分析各種OTL功率放大器的變形電路和集成電路OTL功率放大器。