互補(bǔ)對稱功率放大電路原理

1、互補(bǔ)對稱功率放大電路原理作者:日期:3.4互補(bǔ)對稱功率放大電路教學(xué)要求。掌握甲類、乙類和甲乙類三類功率放大電路的工作原理。理解交越失真形成機(jī)理;。了解復(fù)合管結(jié)構(gòu)及其特性。一、概述對功率放大電路的基本要求.不失真情況下輸出盡可能大的功率：I與u都大，管子工作在盡限狀態(tài)。.提高效率：=Pomax/ PdC要高.集電極最大功耗：P0 = Pv -PC （管耗），另一部分消耗在管子上，功放管盡限應(yīng)用，選管 要 保 證安全。二、放大電路的工作狀態(tài)放大電路按三極管在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間的不同，可分為甲類、乙類以及甲乙類放大。在整個(gè) 輸入信號(hào)周期內(nèi)，管子都有電流流通的，稱為甲類放大，如下表所示，此時(shí)三極管

2、的靜態(tài)工作點(diǎn)電流Icq比較大；在一個(gè)周期內(nèi)，管子只有半周期有電流流通的，稱乙類放大；若一周期內(nèi)有半個(gè)多周期有電流流通， 則稱為甲乙類放大。狀態(tài)一個(gè)信號(hào)周期 內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間工作特點(diǎn)圖示甲類整個(gè)周期內(nèi)導(dǎo) 通失真小，靜態(tài)電流大，管耗大，效率 低。，CQ111.1）雀2瓦就乙類半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo) 通失真大，靜態(tài)電流為零，管耗小，效 率10/M K甲乙類半個(gè)多周期內(nèi) 導(dǎo)通失真大，靜態(tài)電流小，管耗小，效 率較局。(4) %27r (oi三、乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路（OCL）（ OCL Output Capacitorless ）（一）工作原理采用正、負(fù)電源構(gòu)成的乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路如下動(dòng)畫所示，Vi和V2

3、分別為NPN管和PNfflRl為負(fù)載。要求兩管特性相同,管，兩管的基極和發(fā)射極分別連接在一起，信號(hào)從基極輸入，從發(fā)射極輸出,且 Vcc=Vee o乙類雙電源互補(bǔ)對稱放大電路（a）基本里路f t）明正半周，V1與通（/負(fù)半周Vr導(dǎo)通 JW特點(diǎn)：去掉C,雙電源，丁1與丁2交替工作，正負(fù)電源交替供電， 輸入與輸出之間雙向跟隨原理：靜態(tài)即U| = 0時(shí)，V1、V2均零偏置，兩管的IBQ、Icq均為零，uo=0,電路不消耗功率ui 0 時(shí)，V1 正偏導(dǎo)通，V2反偏截止，io = E1=ici，UO =iciRL；ui 0 時(shí)，V1 反偏截止，V2正偏導(dǎo)通，io = iE2=iC2,UO =ic2RL;問

4、題：兩管交替導(dǎo)電時(shí)刻，輸入電壓小于死區(qū) 電壓時(shí)，三極管截止，在輸入信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)，Vi、V2輪流導(dǎo)通時(shí)，基極電流波形在過零點(diǎn)附近一個(gè)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)失真，稱為交越失真。且輸 入信號(hào)幅度越小失真越明顯。產(chǎn)生交越失真的原因：靜態(tài)時(shí)，UBeq=0 , Ui尚小時(shí)，電流增長緩慢。（二）功率和效率.輸出功率：輸出電流和輸出電壓有效值的乘積，就是功率放大電路的輸出功率最大輸出功率.電源功率：兩個(gè)管子輪流工作半個(gè)周期，每個(gè)電源只提供半周期的電流。最大輸出功率時(shí)PDC = 2V2cc / Rl.效率：效率是負(fù)載獲得的信號(hào)功率 Po與直流電源供給功率PDC之比。實(shí)用中，放大電路很難 達(dá)到最大效率，由于飽和壓降及元件

5、損耗等因素，乙類推挽放大電路的效率僅能達(dá)到60流右。n口0=第5。白.管耗直流電源提供的功率除了負(fù)載獲得的功率外便為 M、上管消耗的功率，即管耗。V、上兩管消耗的 功率，每只管子最大管耗為0.2Pom 0每管的最大管耗約為最大輸出功率的1/5。因此，在選擇功率管時(shí)最大管耗不應(yīng)超過晶體管的最大允許管耗，即Pc1m=0坪2PomPc1m=7.3 Wo由于乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路中一只晶體管導(dǎo)通時(shí)，另一只晶體管截止，當(dāng)輸出電壓Uo達(dá)到最大不 失真輸出幅度時(shí)，截止管所承受的反向電壓為最大，且近似等于2VCCO為了保證功率管不致被反向電壓所擊穿，因此要求三極管的 U（br）ceo 2Vcc=2 X24

6、V=48 V。放大電路在最大功率輸出狀態(tài)時(shí)，集電極電流幅度達(dá)最大值Icmm,為使放大電路失真不致太大，則要 求功率管最大允許集電極電流Icm滿足Icm Icmm=VCCRL=3A。例題分析（點(diǎn)擊查看）四、甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路（一）甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路克服交越失真的思想：管子工作在甲乙類，處于微導(dǎo)通狀態(tài)。兩管合成后，相互補(bǔ)償，消除失真。電路如下圖（a）所示，利用二極管進(jìn)行偏置，直流電源給 V1、V2提供靜態(tài)電壓工作原理：當(dāng)ui = 0時(shí)，V1、V2微導(dǎo)通。當(dāng)ui 0 （從大到小變化時(shí)），V2微導(dǎo)通充分導(dǎo)通微導(dǎo)通；V1微導(dǎo)通 截止 微導(dǎo)通實(shí)際電路如上圖（b）和（c）所示。（二）復(fù)

7、合管互補(bǔ)對稱功率放大電路.復(fù)合管（達(dá)林頓管）目的：實(shí)現(xiàn)異型管子參數(shù)的配對。復(fù)合管：由兩只或兩只以上的三極管按照一定的連接方式，組成一只等效的三極管。復(fù)合管的特點(diǎn)：類型與組成復(fù)合管的第一只三極管相同；其它特性由最后的輸出三極管決定。q+a）o+聞編二。,4*昌+月瑪）41復(fù)合管的四種組合方式:NPN + NPNNPN PNP + PNP PNPNFN + PKPNPN PNP+ NPN FNP2.復(fù)合管互補(bǔ)對稱放大電路舉例復(fù)合管的組成規(guī)則：B1 為 B, C1 或 E1 接 B2 , C2、E2 為 C 或 E;2）應(yīng)保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；3）復(fù)合管類型與第一只管子相同。%、Vj NFN% V4-PNPRa R穿透電流泄放電阻丹訃,穩(wěn)定寸、過流保護(hù)取值 0.1 - 0.5 0%臼八RP 一克服交越失真&-使%.以輸入電明平衡V& -構(gòu)成前矍電壓放大豆臺(tái)管互補(bǔ)對稱放大電路小E?4T時(shí)1一引入負(fù)反饋，提高穩(wěn)定性（三）甲乙類單電源互補(bǔ)對稱放大電路 （OTL電路：Output Trans