模擬電路與數(shù)字電路8章

2半導體器件基礎8功率放大電路在多級放大電路中，輸出的信號往往都要送到負載，去驅動一定的裝置。例如，收音機中揚聲器的音圈、電動機控制繞組、計算機監(jiān)視器或電視機的掃描偏轉線圈等。多級放大電路除了應有電壓放大級外，還要求有一個能輸出一定功率信號的輸出級。8.1概述主要用于向負載提供較大功率輸出的放大電路稱為功率放大電路。功率電路要求：（1）輸出功率盡可能大（2）效率高（3）非線性失真?。?）考慮BJT的散熱問題（功率管的損壞與保護）為了獲得大的輸出功率，必須使:

輸出信號電壓大；輸出信號電流大；放大電路的輸出電阻與負載匹配。效率——負載得到的有用信號功率和電源提供的直流功率的比值。功率放大電路必須考慮效率問題。為了提高效率，需要降低管耗，而靜態(tài)電流是造成管耗的主要因素。三極管的工作狀態(tài)三極管根據(jù)導通時間可分為如下四個狀態(tài):電壓放大器一般工作在甲類，三極管360°導電，其輸出功率由功率三角形確定。甲類放大的效率不高，理論上不超過50%。在輸出特性曲線上，正好是三角形ABQ的面積，這一三角形稱為功率三角形。要想Po大，就要使功率三角形的面積大，即必須使

Vom

和Iom

都要大。放大電路向電阻性負載提供的輸出功率:為了降低靜態(tài)時的工作電流，三極管從甲類工作狀態(tài)改為乙類或甲乙類工作狀態(tài)。此時雖降低了靜態(tài)工作電流，但又產(chǎn)生了失真問題。如果不能解決乙類狀態(tài)下的失真問題，乙類工作狀態(tài)在功率放大電路中就不能采用。推挽電路和互補對稱電路較好地解決了乙類工作狀態(tài)下的失真問題。推挽電路：電路采用兩只輸出三極管的輸入信號極性相反，一管導通時，另一管截止，交替工作，采用這種方式工作的電路稱為推挽放大電路。互補對稱電路：若采用的功率輸出管分別是PNP和NPN型（或N溝道和P溝道場效應管），導電極性相反，則稱之為“互補”，同時要求特性參數(shù)一致，即所謂“對稱”，因此這種電路形式稱為互補對稱電路。8.2乙類互補功率放大電路乙類互補功率放大電路由一對NPN、PNP特性相同的互補三極管組成。這種電路也稱為OCL(OutputCapacitorless)互補功率放大電路。8.2.1乙類互補功率放大電路的工作原理（1）電路組成當輸入信號處于正半周時，且幅度遠大于三極管的開啟電壓，此時NPN型三極管導電，有電流通過負載RL，按圖中方向由上到下，與假設正方向相同。

（2）工作原理當輸入信號處于負半周時，且幅度遠大于三極管的開啟電壓，此時PNP型三極管導電，有電流通過負載RL，按圖中方向由下到上，與假設正方向相反。兩個三極管一個正半周、一個負半周輪流導電，在負載上將正半周和負半周合成在一起，得到一個完整的不失真波形.為解決交越失真，可給三極管稍稍加一點偏置，使之工作在甲乙類。嚴格說，輸入信號很小時，達不到三極管的開啟電壓，三極管不導電。在正、負半周交替過零處會出現(xiàn)一些非線性失真，這個失真稱為交越失真利用二極管提供偏置電壓8.2.2甲乙類互補功率放大電路8.3其它類型互補功率放大電路除了雙電源的標準互補功率放大電路外，還有一些其它類型的互補功率放大電路8.3.1單電源互補功率放大電路（OTL——OutputTransformerless）8.3.2采用復合管的互補功率放大電路當輸出功率較大時，輸出級的推動級，即末前級也應該是一個功率放大級。此時往往采用復合管，復合管有四種形式，復合管的極性由前面的一個三極管決定。由NPN-NPN或PNP-PNP復合而成的一般稱為達林頓管。集成功率放大器廣泛用于音響、電視和小電機的驅動方面。集成功放是在集成運算放大器的電壓互補輸出級后，加入互補功率輸出級而構成的。大多數(shù)集成功率放大器實際上也就是一個具有直接耦合特點的運算放大器。它的使用方法原則上與集成運算放大器相同。8.3.3集成功率放大器集成功放使用時不能超過規(guī)定的極限參數(shù)，極限參數(shù)主要有功耗和最大允許電源電壓。集成功放要加有足夠大的散熱器，保證在額定功耗下溫度不超過允許值。集成功放一般允許加上較高的工作電壓，但許多集成功放可以在低電壓下工作，適用于無交流供電的場合。此時集成功放電源電流較大，非線性失真也較大。由兩路功率放大電路和反相比例電路組合而成，負載接在兩輸出端之間。兩路功率放大電路的輸入信號是反相的，所以負載一端的電位升高時，另一端則降低，因此負載上獲得的信號電壓要增加一倍。BTL放大電路輸出功率較大，負載可以不接地。8.3.4BTL互補功率放大電路有的高級音響設備一個聲道分成二、三個頻段放大，有相應的低頻段、中頻段和高頻段放大器。8.3.5