OTL、OCL 和 BTL 电路均有各种不同输出功率和不同电压增益的集成电路。应当注意，在使用 OTL 电路时，需外接输出电容。为了改善频率特性，减小非线性失真，很多电路内部还引入深度负反馈。这里以低频功放为例。
一、集成功率放大电路的分析
1、LM386 内部电路
LM386 内部电路原理图如图9.4.1所示，与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路，如点划线所划分。
第一级为差分放大电路， T 1 T_1 T1 和 T 3 T_3 T3、 T 2 T_2 T2 和 T 4 T_4 T4 分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管； T 5 T_5 T5 和 T 6 T_6 T6 组成的镜像电流源作为 T 1 T_1 T1 和 T 2 T_2 T2 的有源负载；信号从 T 3 T_3 T3 和 T 4 T_4 T4 管的基极输入，从 T 2 T_2 T2 管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。镜像电流源作为差分放大电路有源负载，使单端输出电路的增益近似等于双端输出电路的增益。
第二级为共射放大电路， T 7 T_7 T7 为放大管，恒流源作为有源负载，以增大放大倍数。
第三级中的 T 8 T_8 T8 和 T 9 T_9 T9 管复合成 PNP 型管，与 NPN 型管 T 10 T_{10} T10 构成准互补输出级。二极管 D 1 D_1 D1 和 D 2 D_2 D2 为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。
利用瞬时极性法可以判断出，引脚 2 为反相输入端，引脚 3 为同相输入端。电路由单电源供电，固为 OTL 电路。输出端（引脚 5 ）应外接输出电容后再接负载。
电阻 R 7 R_7 R7 从输出端连接到 T 2 T_2 T2 的发射极，形成反馈通路，并与 R 5 R_5 R5 和 R 6 R_6 R6 构成反馈网络，从而引入了深度电压负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。
应当指出，在引脚 1 和 8（或者 1 和 5）外接电阻时，应只改变交流通路，所以必须在外接电阻回路中串联一个大容量电容，如图9.4.1中所示。外接不同阻值的电容式，电压放大倍数的调节范围为 20 ∼ 200 20\sim200 20∼200，即电压增益的调节范围为 26 ∼ 46 dB 26\sim46\,\textrm{dB} 26∼46dB。
2、LM386 的引脚图
LM386 的外形和引脚的排列如图9.4.2所示。
引脚 2 为反相输入端，3 为同相输入端；引脚 5 为输出端；引脚 6 和 4 分别为电源和地；引脚 1 和 8 为电压增益设定端；使用时在引脚 7 和地之间接旁路电容，通常取 10 μF 10\,\textrm{μF} 10μF。
二、集成功率放大电路的主要性能指标
集成功率放大电路的主要性能指标有最大输出功率、电源电压范围、电源静态电流、电压增益、频带宽、输入阻抗、输入偏置电流、总谐波失真等。
LM386 - 1 和 LM386 - 3 的电源电压为 4 ∼ 12 V 4\sim12\,\textrm V 4∼12V，LM386 - 4 的电源电压为 5 ∼ 18 V 5\sim18\,\textrm V 5∼18V。因此，对于同一负载，当电源电压不同时，最大输出功率的数值将不同；当然，对于同一电源电压，当负载不同时，最大输出功率的数值也将不同。已知电源的静态电流（可查阅手册）和负载电流最大值（通过最大输出功率和负载可求出），可求出电源的功耗，从而得到转换效率。
几种典型产品的性能如表9.4.1所示。 表 1 几种集成功放的主要参数 表1\, 几种集成功放的主要参数 表1几种集成功放的主要参数
| 型号 | LM386 - 4 | LM2877 | TDA1514A | TDA1556 |
|---|---|---|---|---|
| 电路类型 | OTL | OTL（双通道） | OCL | BTL（双通道） |
| 电源电压范围/V | 5.0 ~ 18 | 6.0 ~ 24 | ±10 ~ ±30 | 6.0 ~ 18 |
| 静态电源电流/mA | 4 | 25 | 56 | 80 |
| 输入阻抗/kΩ | 50 | 1000 | 120 | |
| 输出功率/W | 1（ V C C = 16 V V_{\scriptscriptstyle{CC}}=16 \,\textrm V VCC=16V， R L = 32 Ω \\R_L=32\,Ω RL=32Ω） | 4.5 | 48（ V C C = ± 23 V V_{CC}=±23\,\textrm V VCC=±23V， R L = 4 Ω \\R_L=4\,Ω RL=4Ω） | 22（ V C C = 14.4 V V_{CC}=14.4\,\textrm V VCC=14.4V， R L = 4 Ω \\R_L=4\,Ω RL=4Ω） |
| 电压增益/dB | 26 ~ 46 | 70（开环） | \, 89（开环） \\\, 30（闭环） | 26（闭环） |
| 频带宽/kHz | 300 \\\, （1，8开路） | 0.02 ~ 25 | 0.02 ~ 15 | |
| 增益频带宽积/kHz | 65 | |||
| 总谐波失真/%（或 dB） | 0.2% | 0.07% | -90 dB | 0.1% |
表9.4.1中的电压增益均在信号频率为 1 kHz 1\,\textrm{kHz} 1kHz 条件下测试所得。应当指出，表中所示均为典型数据，使用时应进一步查阅手册，以便获得更确切的数据。
三、集成功率放大电路的应用
1、集成 OTL 电路的应用
图9.4.3所示为 LM386 的一种基本用法，也是外接元件最少的一种用法， C 1 C_1 C1 为输出电容。由于引脚 1 和 8 开路，集成功放的电压增益为 26 dB，即电压放大倍数为 20。利用 R w R_w Rw 可调节扬声器的音量。 R R R 和 C 2 C_2 C2 串联构成校正网络用来进行相位补偿。
静态时输出电容上电压为 V C C / 2 V_{CC}/2 VCC/2，LM386 的最大不失真输出电压的峰 - 峰值约为电源电压 V C C V_{CC} VCC。设负载电阻为 R L R_L RL，最大输出功率表达式为 P o m ≈ ( V C C / 2 2 ) 2 R L = V C C 2 8 R L ( 9.4.1 ) P_{om}\approx\frac{\Big(\displaystyle\frac{V_{CC}/2}{\sqrt2}\Big)^2}{R_L}=\frac{V^2_{CC}}{8R_L}\kern 40pt(9.4.1) Pom≈RL(2 VCC/2)2=8RLVCC2(9.4.1)此时的输入电压有效值的表达式为 U i m = V C C 2 / 2 A u ( 9.4.2 ) U_{im}=\frac{\displaystyle\frac{V_{CC}}{2}/\sqrt2}{A_u}\kern 40pt(9.4.2) Uim=Au2VCC/2 (9.4.2)当 V C C = 16 V V_{CC}=16\,\textrm V VCC=16V、 R L = 32 Ω R_L=32\,Ω RL=32Ω 时， P o m ≈ 1 W P_{om}\approx1\,\textrm W Pom≈1W， U i m ≈ 283 mV U_{im}\approx283\,\textrm {mV} Uim≈283mV。
图9.4.4所示为 LM386 电压增益最大时的用法， C 3 C_3 C3 使引脚 1 和 8 在交流通路中短路，使 A u ≈ 200 A_u\approx200 Au≈200； C 4 C_4 C4 为旁路电容； C 5 C_5 C5 为去耦电容，滤掉电源的高频交流成分。当 V C C = 16 V V_{CC}=16\,\textrm V VCC=16V、 R L = 32 Ω R_L=32\,\textrm Ω RL=32Ω 时，与图9.4.3所示电路相同， P o m P_{om} Pom 仍约为 1 W 1\,\textrm W 1W；但输入电压的有效值 U i m U_{im} Uim 却仅需 28.3 mV 28.3\,\textrm{mV} 28.3mV。
图9.4.5所示为 LM386 的一般用法，图中利用 R 2 R_2 R2 改变 LM386 的电压增益。
2、集成 OCL 电路的应用
图9.4.6所示为 TDA1521 的基本用法。TDA1521 为 2 通道 OCL 电路，可作为立体声扩音机左右两个声道的功放。其内部引入了深度电压串联负反馈，闭环电压增益为 30 dB，并具有待机、净噪功能以及短路和过热保护等。
查阅手册可知，当 ± V C C = ± 16 V ±V_{CC}=±16\,\textrm V ±VCC=±16V、 R L = 8 Ω R_L=8\,\textrm Ω RL=8Ω 时，若要求总谐波失真为 0.5 % 0.5\% 0.5%，则 P o m ≈ 12 W P_{om}\approx12\,\textrm W Pom≈12W。由于最大输出功率的表达式为 P o m = U o m 2 R L P_{om}=\frac{U^2_{om}}{R_L} Pom=RLUom2可得最大不失真输出电压 U o m ≈ 9.8 V U_{om}\approx9.8\,\textrm V Uom≈9.8V，其峰值约为 13.9 V 13.9\,\textrm V 13.9V，可见功放内部压降的最小值约为 2.1 V 2.1\,\textrm V 2.1V。当输出功率为 $P_{om} $ 时，输入电压有效值 U i m ≈ 310 mV U_{im}\approx310\,\textrm {mV} Uim≈310mV。
3、集成 BTL 电路的应用
TDA1556 为 2 通道 BTL 电路，与 TDA1521 相同，也可作为立体声扩音机左右两个声道的功放，图9.4.7所示为其基本用法，两个通道的组成完全相同。TDA1556内部具有待机、净噪功能，并有短路、电压反向、过电压、过热和扬声器保护等。
TDA1556 内部的每个放大电路的电压放大倍数均为10，当输入电压为 U i U_i Ui 时， A 1 A_1 A1 的净输入电压 U ˙ i 1 = U ˙ p 1 − U ˙ p 2 = U ˙ i \dot U_{i1}=\dot U_{p1}-\dot U_{p2}=\dot U_i U˙i1=U˙p1−U˙p2=U˙i， U ˙ o 1 = A ˙ u 1 U ˙ i \dot U_{o1}=\dot A_{u1}\dot U_{i} U˙o1=A˙u1U˙i； A 2 A_2 A2 的净输入电压 U ˙ i 2 = U ˙ p 2 − U ˙ p 1 = − U ˙ i \dot U_{i2} = \dot U_{p2}-\dot U_{p1}=-\dot U_i U˙i2=U˙p2−U˙p1=−U˙i， U ˙ o 2 = − A ˙ u 2 U ˙ i \dot U_{o2}=-\dot A_{u2}\dot U_i U˙o2=−A˙u2U˙i；因此，电压放大倍数 A ˙ u = U ˙ o U ˙ i = U ˙ o 1 − U ˙ o 2 U ˙ i = A ˙ u 1 U ˙ i − ( − A ˙ u 2 U ˙ i ) U ˙ i = 2 A ˙ u 1 = 20 \dot A_u=\frac{\dot U_o}{\dot U_i}=\frac{\dot U_{o1}-\dot U_{o2}}{\dot U_i}=\frac{\dot A_{u1}\dot U_i-(-\dot A_{u2}\dot U_i)}{\dot U_i}=2\dot A_{u1}=20 A˙u=U˙iU˙o=U˙iU˙o1−U˙o2=U˙iA˙u1U˙i−(−A˙u2U˙i)=2A˙u1=20电压增益 20 lg ∣ A ˙ u ∣ ≈ 26 dB 20\lg|\dot A_u|\approx26\,\textrm{dB} 20lg∣A˙u∣≈26dB。
为了使最大不失真输出电压的峰值接近电源电压 V C C V_{CC} VCC，应设置放大电路同相输入端和反相输入端的静态电位均为 V C C / 2 V_{CC}/2 VCC/2，输出端静态电位也为 V C C / 2 V_{CC}/2 VCC/2，因此内部提供的基准电压 U R E F U_{REF} UREF 为 V C C / 2 V_{CC}/2 VCC/2。当 u i u_i ui 由零逐渐增大时， u O 1 u_{\scriptscriptstyle O1} uO1 从 V C C / 2 V_{CC}/2 VCC/2 逐渐增大， u O 2 u_{\scriptscriptstyle O2} uO2 从 V C C / 2 V_{CC}/2 VCC/2 逐渐减小；当 u i u_i ui 增大到峰值时， u O 1 u_{\scriptscriptstyle O1} uO1 达到最大值， u O 2 u_{\scriptscriptstyle O2} uO2 达到最小值，负载上电压可接近 + V C C +V_{CC} +VCC。同理，当 u i u_i ui 由零逐渐减小时， u O 1 u_{\scriptscriptstyle O1} uO1 和 u O 2 u_{\scriptscriptstyle O2} uO2 的变化与上述过程相反；当 u i u_i ui 减小到负峰值时， u O 1 u_{\scriptscriptstyle O1} uO1 达到最小值， u O 2 u_{\scriptscriptstyle O2} uO2 达到最大值，负载上电压可接近 − V C C -V_{CC} −VCC。因此，最大不失真输出电压的峰值可接近电源电压 V C C V_{CC} VCC。
查阅手册可知，当 V C C = 14.4 V V_{CC}=14.4\,\textrm V VCC=14.4V、 R L = 4 Ω R_L=4\,\textrm Ω RL=4Ω 时，若总谐波失真为 0.1 % 0.1\% 0.1%，则 P O M ≈ 22 W P_{OM}\approx22\,\textrm W POM≈22W。最大不失真输出电压 U o m ≈ 9.38 V U_{om}\approx9.38\,\textrm V Uom≈9.38V，其峰值约为 13.3 V 13.3\,\textrm V 13.3V，因而内部放大电路压降的最小值约为 1.1 V 1.1\,\textrm V 1.1V。为了减小非线性失真，应增大内部放大电路压降的最小值，当然势必减小电路的最大输出功率。