D类放大器首次提出于1958年，近些年已逐渐流行起来。那么，什么是D类放大器?它们与其它类型的放大器相比如何? 为什么D类放大器对于音频应用很有意义?设计一个“优质”D类音频放大器需要考虑哪些因素? 美国模拟器件公司(简称ADI公司)D类放大器产品的特点是什么? 本文中试图回答上述所有问题。 

D类放大器的优点 

在传统晶体管放大器中，输出级包含提供瞬时连续输出电流的晶体管。实现音频系统放大器许多可能的类型包括A类放大器，AB类放大器和B类放大器。与D类放大器设计相比较，即使是最有效的线性输出级，它们的输出级功耗也很大。这种差别使得D类放大器在许多应用中具有显著的优势，因为低功耗产生热量较少，节省印制电路板(PCB)面积和成本，并且能够延长便携式系统的电池寿命。 

线性放大器、D类放大器和功耗

线性放大器输出级直接连接到扬声器(有些情况下通过电容器连接)。如果输出级使用双极结晶体管(BJT)，它们通常工作在线性方式下，具有大的集射极电压。输出级也可以用互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管实现，如图1所示。



图1  CMOS线性输出级
 
功率消耗在所有线性输出级，因为产生输出电压VOUT的过程中不可避免地会在至少一个输出晶体管内造成非零的IDS和VDS。功耗大小主要取决于对输出晶体管的偏置方法。 

A类放大器拓扑结构使用一只晶体管作为直流(DC)电流源，能够提供扬声器需要的最大音频电流。A类放大器输出级可以提供优良的音质，但功耗非常大，因为通常有很大的DC偏置电流流过输出级晶体管(这是我们不期望的)，而没有提供给扬声器(这是我们期望的)。 

B类放大器拓扑结构没有DC偏置电流，所以功耗大大减少。其输出晶体管是以推拉