功率放大電路習(xí)題解答

1、第9章自測(cè)題、習(xí)題解答自測(cè)題9一、功率放大器和電壓放大器沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，但也有其特殊問(wèn)題，試簡(jiǎn)述功率放大器的特 點(diǎn)°解：功率放大電路與電壓放大電路本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別，功率放大電路既不是單純追求輸出高電壓，也不是單純追求輸出大電流，而是追求在電源電壓確定的情況下，輸出盡可能大的不失真的信號(hào)功率，功率放大器的特點(diǎn)：1.輸出功率要大2.轉(zhuǎn)換效率要高3.非線(xiàn)性失真要 小。二、分析下列說(shuō)法是否正確，凡對(duì)者在括號(hào)內(nèi)打，凡錯(cuò)者在括號(hào)內(nèi)打“X” 。（1） 在功率放大電路中，輸出功率愈大，功放管的功耗愈大。（）（2）功率放大電路的最大輸出功率是指在基本不失真情況下，負(fù)載上可能獲得的最大交流功率。（）（3）功

2、率放大器為了正常工作需要在功率管上裝置散熱片，功率管的散熱片接觸面是粗糙些好。（）（4） 當(dāng)OCL電路的最大輸出功率為 1W時(shí)，功放管的集電極最大耗散功率應(yīng)大于1W。（）（5） 乙類(lèi)推挽電路只可能存在交越失真，而不可能產(chǎn)生飽和或截止失真。（）（6）功率放大電路，除要求其輸出功率要大外，還要求功率損耗小，電源利用率高。（）（7）乙類(lèi)功放和甲類(lèi)功放電路一樣，輸入信號(hào)愈大，失真愈嚴(yán)重，輸入信號(hào)小時(shí)，不產(chǎn)生失真。（）（8） 在功率放大電路中，電路的輸出功率要大和非線(xiàn)性失真要小是對(duì)矛盾。（）（9）功率放大電路與電壓放大電路、電流放大電路的共同點(diǎn)是1） 都使輸出電壓大于輸入電壓；（）2） 都使輸出電流大于

3、輸入電流；（）3） 都使輸出功率大于信號(hào)源提供的輸入功率。（）（10）功率放大電路與電壓放大電路的區(qū)別是1） 前者比后者電源電壓高；（）2） 前者比后者電壓放大倍數(shù)數(shù)值大；（）3）前者比后者效率高；（）4） 在電源電壓相同的情況下，前者比后者的最大不失真輸出電壓大；（）(11) 功率放大電路與電流放大電路的區(qū)別是1) 前者比后者電流放大倍數(shù)大；()2) 前者比后者效率高；()解：X,當(dāng)輸出電壓峰值為 0.6Vcc時(shí)，功放管的管耗最大約為最大輸出功率的五分之一。(2) V,X,功率管的散熱片接觸面是平面，有利于鈍化涂黑，側(cè)邊粗糙些好。X,最大輸出功率與管耗不是1： 1的關(guān)系，而是5: 1的關(guān)系。

4、X,功率管也有三種工作狀態(tài)：放大，飽和，截止，取決于直流電路的情況。(6)V,X,甲類(lèi)功率放大，不論信號(hào)多小，都存在失真。/X、電流放大電路的輸出電壓不一定大于輸入電壓。 X、電壓放大電路的輸出電流不一定大于輸入電流。 /(10) X、電源電壓沒(méi)有可比性，可以大，相等，也可以小。 X、功率放大電路重點(diǎn)在輸出功率，電壓放大倍數(shù)不一定比電壓放大電路的放大倍 數(shù)高。 /(11) X、功率放大電路重點(diǎn)在輸出功率，電流放大倍數(shù)不一定比電流放大電路的放大倍數(shù)高。V三、功率放大器如圖T9-3所示，已知各晶體管的3 =50 , |U be |=0.6V , Uces =0.5V 。(1 )說(shuō)明R4和C2的作用

5、；(2 )設(shè)靜態(tài)時(shí)|Ube3 |=|Ube2|，試計(jì)算各電阻中的靜態(tài)電流，并確定R3的阻值；(3 )在輸出基本不失真的情況下，估算電路的最大輸出功率。圖 T9-3解：(1) R提供靜態(tài)偏壓，。通交流，習(xí)題99 . 1已知電路如圖P9-1所示，Ti和T2管的飽和管壓降U ces = 3V, Ucc = 15V ,Rl = 8Q ,。選擇正確答案填入空內(nèi)。(1)電路中D1和D2管的作用是消除A.飽和失真B.截止失真C.交越失真(2)靜態(tài)時(shí)，晶體管發(fā)射極電位.uA.大于0V B.等于0V C.小于0V(3)最大輸出功率 Pom 。A.約等于 28W B.等于18WC.等于9W圖 P9-1解：(1)乙

6、類(lèi)功率放大電路存在交越失真,通過(guò)D1,D2克服交越失真。(2)靜態(tài)時(shí)，由于電路對(duì)稱(chēng)，U eq(3)C(U cc -U CES )2CCCESPOM2Rl，-、2(153)=9W2 * 8P9-1所示電路中，已知Vcc= 16V, Rl = 4 Q, Ti和T2管的飽和管壓降Uces I= 2V,輸入電壓足夠大。試問(wèn):(1)最大輸出功率 Pom和效率各為多少?解:(2)(3)晶體管的最大功耗PTmax為多少?為了使輸出功率達(dá)到Pom,輸入電壓的有效值約為多少?(1 )最大輸出功率和效率分別為(U -u )2CCCESP= = 24.5 Wom n工 UccTces:、69 .8%4u CC(2

7、)晶體管的最大功耗PTmax ："0.2PoM=4.9W(3)輸出功率為Pom時(shí)的輸入電壓有效值UiUmU CC |u CES2:9.9V9.3 在甲類(lèi)、乙類(lèi)、甲乙類(lèi)功放電路中，功放管的導(dǎo)通角分別是多少？解：甲類(lèi)功率放大電路功放管的導(dǎo)通角度為360° , iC在一個(gè)周期內(nèi)一直大于0;乙類(lèi)共C放的導(dǎo)通角度為180° ,只有半個(gè)周期大于0,甲乙類(lèi)功率放大電路的導(dǎo)通角大于180°而小于360 。9. 4試證明，在理想情況下甲類(lèi)功放的效率不會(huì)超過(guò)50%。證明：在理想情況下，忽略晶體管基極回路的損耗，則電源提供的功率為 Pv=IcqUccVCQ CC甲類(lèi)功率放大電

8、路在理想情況下的最大輸出功率P” = 'Cl UCC IIcqUcc.222在理想情況下，甲類(lèi)功率放大電路的最大效率=Pom =50%Pv即甲類(lèi)功率放大電路的效率不會(huì)超過(guò)50%9. 5雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路如圖P9-5所示，已知電源電壓 12伏，負(fù)載電阻10歐，輸入信號(hào)為正弦波。求（1）在晶體管Uces忽略不計(jì)的情況下，負(fù)載上可以得到的最大輸出功率。（2）每個(gè)功放管上允許的管耗是多少？ （3）功放管的耐壓又是多少?'I 烏圖 P9-5解：(1)Pom =7.2W2Rl2*10（2）每個(gè)管耗的允許值即為管耗的最大值，即為最大輸出功率的五分之一，為 7.2/5=1.44W.（3）雙電源

9、互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路在同一時(shí)刻只有一個(gè)管子導(dǎo)通，所以功放管的耐壓為管子的最大管壓降U = 2U CC = 24V。ce maxcc9.6在圖P9-6所示電路中，已知二極管的導(dǎo)通電壓Ud = 0.7V,晶體管導(dǎo)通時(shí)的Ube = 0.7V ,T2和T4管發(fā)射極靜態(tài)電位 Ueq= 0V。試問(wèn)：(1)、T3和Ts管基極的靜態(tài)電位各為多少?(2)設(shè)R2 = 10kQ, R3 = 100Qo若T1和T3管基極的靜態(tài)電流可忽略不計(jì)，則Ts管集電極靜態(tài)電流為多少？靜態(tài)時(shí) U|=?(3)若靜態(tài)時(shí)iB1>iB3,則應(yīng)調(diào)節(jié)哪個(gè)參數(shù)可使iB1 = iB2?如何調(diào)節(jié)？(4) 電路中二極管的個(gè)數(shù)可以是 1、2、3、 4嗎？

10、你認(rèn)為哪個(gè)最合適？為什么？解：U B1 =2 |U be 1=1.4V,(1 ) Ti、T3和Ts管基極的靜態(tài)電 位分別為U B3 = |U be 1=0.7VU B5 =U be +(18) = 17.3V圖 P9-6(2)靜態(tài)時(shí)Ts管集電極電流和輸入電壓分別為.U CC 'U B1 .一.I cq ' - 1.66 mACQR2u| :uB5 = -17 .3V(3 )若靜態(tài)時(shí)iB1 > i B3 ,則應(yīng)增大R。(4)采用如圖所示兩只二極管加一個(gè)小阻值電阻合適，也可只用三只 二極管。這樣一方面可使輸出級(jí)晶體管工作在臨界導(dǎo)通狀態(tài)，可以消除交越 失真；另一方面在交流通路中

11、，D1和D2管之間的動(dòng)態(tài)電阻又比較小，可忽略 不計(jì)，從而減小交流信號(hào)的損失。9.7在圖P9-6所示電路中，已知 T2和T4管的飽和管壓降Uces = 2V,靜態(tài)時(shí)電源電流可忽略不計(jì)。試問(wèn)負(fù)載上可能獲得的最大輸出功率Pom和效率門(mén)各為多少？解：最大輸出功率和效率分別為Pom(UCC-UCES=4W2Rl兀 U CC U CES:69.8%CC9.8為了穩(wěn)定輸出電壓，減小非線(xiàn)性失真，請(qǐng)通過(guò)電阻Rf在圖T9-6所示電路中引入合適的負(fù)反饋；并估算在電壓放大倍數(shù)數(shù)值約為10的情況下，Rf的取值。解:應(yīng)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，由輸出端經(jīng)反饋電阻R接Ts管基極，如解圖P9. 8所示。解圖P9.8在深度負(fù)反饋情況

12、下，電壓放大倍數(shù)/Rf“Auf 充一Auf 10RiRi = 1 k Q ,所以 Rf R 10 k Q。9.9估算圖P9-6所示電路T2和T4管的最大集電極電流、最大管壓降和集電極最大功耗。解：功放管的最大集電極電流、最大管壓降、最大功耗分別為1 C maxU CCCC一 U CES= 0.54ARlU CE max - 2U CCU CES=35.3VPTmax： 0.22U CCCC1W2Rl9.1 0在圖P9-10所示電路中，已知 Ucc= 15V, Ti和T2管的飽和管壓降I Uces = 2V,輸入電壓足夠大。求解：(1)最大不失真輸出電壓的有效值；(2) 負(fù)載電阻Rl上電流的最大

13、值；(3) 最大輸出功率 Pom和效率Y。解：(1 )最大不失真輸出電壓有效值Rl(U CC 一 U CES )R4RlUom 4L8.65 V(2)負(fù)載電流最大值I LmaxU CC - U CES1.53A圖 P9-10R4 Rl(3)最大輸出功率和效率分別為2U omPom9.35 W2RlTt4U CC - U CES - U R 4CC9.11在圖P9-10所示電路中，R4和R5可起短路保護(hù)作用。試問(wèn)：當(dāng)輸出因故障而短路時(shí), 晶體管的最大集電極電流和功耗各為多少？解：當(dāng)輸出短路時(shí)，功放管的最大集電極電流和功耗分別為i CmaxU CC U CESR4PTmaxu CcCC2兀R49.

14、1 2在圖P9-12所示電路中，已知Ucc= 15V, T1和T2管的飽和管壓降Uces = 1V,集成運(yùn)放的最大輸出電壓幅值為土12V,二極管的導(dǎo)通電壓為 0.7V。圖 P9-10(1) 若輸入電壓幅值足夠大，則電路的最大輸出功率為多少？(2) 為了提高輸入電阻，穩(wěn)定輸出電壓，且減小非線(xiàn)性失真，應(yīng)引入哪種組態(tài)的交流 負(fù)反饋？畫(huà)出圖來(lái)。(3) 若Ui = 0.1V時(shí)，輸出電壓為5V,則反饋網(wǎng)絡(luò)中電阻的取值約為多少？ 解：(1 )輸出電壓幅值和最大輸出功率分別為Uomax13V,c2(U Omax 、2 )Pom = 10.6WRl(2 )應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電路如解圖P9.1 0所示。(3)

15、 在深度負(fù)反饋條件下，電壓放大倍數(shù)為RfR1Au土 = 50UiR1 = 1 k Q,所以 R Q 49 k Q。9.1 3 OTL電路如圖P9-13所示。(1)為了使得最大不失真輸出電壓幅值最大，靜態(tài)時(shí)T2和T4管的發(fā)射極電位應(yīng)為多少？若不合適，貝U一般應(yīng)調(diào)節(jié)哪個(gè)元件參數(shù)？ (2)若T2和T4管的飽和管壓降I Uces = 2.5V,輸入電壓足夠大， 則電路的最大輸出功率 Pom和效率門(mén)各 為多少？ ( 3) T2和T4管的I CM、U( BR) CEO和PcM應(yīng)如何選擇？圖 P9-13解:(1 )射極電位Ue = Me / 2 = 12V ;若不合適，則應(yīng)調(diào)節(jié)R。(2)最大輸出功率和效率分

16、別為12(U CC - U CES )-2Pom = 5.06W2RlJI1U CC U CES2:-58 .9%1U CC CC2(3 ) T 2和T 4管I CM、U ( B R ) CE O和PcM的選擇原則分別為U CC 2I cm > =1.5ARlU (BR)CEO > U CC = 24 V2(U CC 2) PCM >:-1 .82 W9.1 4已知圖P9-14所示電路中Ti和T2管的飽和管壓降I Uces = 2V，導(dǎo)通時(shí)的| Ube =0.7V,輸入電壓足夠大。(1) A、B、C、D點(diǎn)的靜態(tài)電位各為多少?(2)為了保證T2和T4管工作在放大狀態(tài)，管壓降| UCE > 3V，電路的最大輸出功率Pom和效率Y各為多少？知«. A圖 P9-14 解：(1 )靜態(tài)電位分別為UA = 0. 7V , Ub = 9. 3V , UC = 11.4V , Ud= 10V(2 )最大輸出功率和效率分別為12(U cc U CES )-2Pom = 1.53W2RlTt41'U CC U CES255 %1U CCCC9.15 集成電路LM1877N 9為2通道低頻功率放大電路，單電源供電，最大不失真輸出電壓的峰峰值 Uopp= (Ucc 6) V