互補對稱功率放大器又稱OTL(Output Transformerless)電路，傳統的功率放大器採用變壓器耦合，經輸出變壓器與負載連接，而在互補對稱功率放大器中沒有輸出變壓器。

OTL基本功率放大電路

(1)OTL基本功率放大電路的工作原理

圖10-6所示為OTL基本功率放大電路。OTL基本功率放大電路採用一對特性相同但極性不同的配對管，基極相連為信號的輸入端，發射極相連為信號的輸出端。

圖10-6　OTL基本功率放大電路

在輸入信號的正半周，兩管的基極電壓都升高，對於PNP型VT 2 來說，發射結因加反向偏置電壓而截止，沒有輸出信號;對於NPN型管VT 1 來說，發射結因加正向偏置電壓而導通，VT 1 導通後從發射極輸出放大後的正半周信號，此時流過揚聲器的電流方向如圖中的帶箭頭的實線所示。與此同時電源向電容器 C 充電，使電容器 C 充有左正右負的電壓，為負半周的工作做好準備。

在輸入信號的負半周，兩管的基極電壓同時下降，VT 2 因發射結正偏轉為導通，VT 1 因發射結反偏轉為截止，這時電源無法向VT 2 供電，只能靠電容器 C 的放電為VT 2 供電，在負載BL上得到負半周放大後的信號，此時流過揚聲器的電流方向如圖中的虛線所示。

(2)OTL基本功率放大電路的特點與應用

①OTL電路採用單電源供電，輸出端 O 點直流電壓為電源電壓的一半。

②輸出端與負載之間採用大容量電容器耦合，沒有輸出變壓器。

③額定輸出功率約為

為提高輸出功率，可採用較高的直流電源供電。 ④OTL電路由於採用單電源供電，電路簡單，是目前應用最為廣泛的一種功率放大器。

實用OTL功率放大電路

電路結構和工作原理(1)

圖10-7所示電路為實用OTL功率放大電路，VT 1 (NPN型)和VT 2 (PNP型)是兩個不同類型的三極管，兩管特性相同。

圖10-7　OTL互補對稱功率放大器

在靜態時，調節 R 3 ，使 A 點的電位為1/2Ucc，輸出耦合電容 C 1 上的電壓即為 A 點和“地”之間的電位差，也等於1/2Ucc並獲得合適的直流電壓 U B1B2 ，使VT 1 和VT 2 兩管工作在甲乙類狀態。 當輸入交流信號 u I 時，在 u I 的正半周，VT 1 導通，VT 2 截止，電流 i C1 的通路如圖中實線所示;在 u I 的負半周，VT 1 截止，VT 2 導通，電容 C 2 放電，電流 i C2 的通路如圖中虛線所示。

由此可見，在輸入信號 u I 的一個週期內，電流 i C1 和 i C2 以正反方向交替流過揚聲器，在揚聲器上合成而獲得一個交流輸出信號電壓 u O 。為了使輸出波形對稱，在 C 2 放電過程中，其上電壓不能下降過多，因此 C 2 的容量必須足夠大。

此外，由於二極管的動態電阻很小， R 1 的阻值也不大，所以VT 1 和VT 2 的基極交流電位基本相等，否則會造成輸出波形正、負半周不對稱的現象。

由於靜態電流很小，功率損耗也很小，因而提高了效率。在理論上可以證明其效率可達78.5%。

(2)複合管

上述互補對稱功率放大器要求有一對特性相同的NPN型和PNP型功率輸出管，在輸出功率較小時，可以選配這對晶體管，但在要求輸出功率較大時，就很難配對。因此在輸出功率大的場合，往往採用複合管來代替互補對稱管。複合管是由兩個或兩個以上的三極管採用複合法而構成的高 β 值大功率管，複合管有兩種類型，即NPN型複合管和PNP型複合管，如圖10-8所示。

圖10-8　複合管

當多個三極管構成複合管時，複合管的管型由第一個管子決定，複合管的 β 值等於各個管子 β 值之積。

OTL電路中的自舉電路

OTL功率放大器中要設自舉電路，如圖10-9所示。電路中的 C 1 、 R 1 和 R 2 構成自舉電路。 C 1 為自舉電容， R 1 為隔離電阻， R 2 將自舉電壓加到晶體三極管VT 2 的基極。

圖10-9　OTL功率放大器中的自舉電路

(1)自舉電路的作用

不加自舉電路，晶體三極管VT 1 集電極信號為正半週期間VT 2 導通放大，當輸入到VT 2 基極的信號比較大時，VT 2 基極信號電壓增大。由於VT 2 發射極電壓跟隨基極電壓變化而變化，使VT 2 發射極電壓接近直流工作電壓+ U CC ，造成VT 2 集電極與發射極之間的直流工作電壓 U CE 減小，VT 2 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，三極管集電極與發射極之間的直流工作電壓 U CE 減小後，基極電流需要增大許多才能使三極管電流有一些增大，顯然使正半周大信號輸出受到限制，造成正半周大信號的輸出不足，所以必須採用自舉電路加以補償。

(2)自舉電路靜態工作原理

靜態時，直流工作電壓+ U CC 經電阻 R 1 對電容 C 1 進行充電，使電容 C 1 上充有上正下負的電壓 U C1 ， B 點的直流電壓高於 A 點電壓。

(3)電路的自舉過程

加入自舉電壓後，由於 C 1 容量很大，它的放電迴路時間常數很大，使 C 1 上的電壓 U C1 基本不變。正半周大信號出現時， A 點電壓升高導致 B 點電壓也隨之升高。

電路中， B 點升高的電壓經電阻 R 2 加至三極管VT 2 基極，使VT 2 基極上信號電壓更高(正反饋)，有更大的基極信號電流激勵VT 2 ，使VT 2 發射極輸出信號電流更大，補償因VT 2 集電極與發射極之間直流工作電壓 U CE 下降而造成的輸出信號電流不足。

(4)自舉電路中隔離電阻的作用

自舉電路中，電阻 R 1 用來將 B 點的直流電壓與直流工作電壓+ U CC 隔離，使 B 點直流電壓有可能在某瞬間超過+ U CC 。當VT 2 中正半周信號幅度很大時， A 點電壓接近+ U CC ， B 點直流電壓更大，並超過+ U CC ，此時 B 點電流經 R 1 流向電源+ U CC (對直流電源+ U CC 進行充電)。

OTL功率放大器輸出電路特徵

(1)分立元件OTL功率放大器輸出電路特徵

如圖10-10(a)所示是分立元件OTL放大器輸出電路，這一電路的特徵如下。

圖10-10　OTL功率放大器輸出電路特徵

①輸出端接有兩個電解電容器。

②輸出端通過一個大容量的耦合電容 C 2 與揚聲器相連。

③輸出端耦合電容容量很大，自舉電容容量較大。輸出功率較小的放大器中，可以不設自舉電容。

(2)集成OTL功率放大器輸出電路特徵

如圖10-10(b)所示是OTL功率放大器集成電路輸出電路，①腳是接地引腳，②腳是輸出引腳，③腳是電源引腳。這一電路的特徵是：OTL功率放大器集成電路輸出引腳②通過一個容量很大的電容器與揚聲器相連。