“乙類雙電源互補對稱功率放大電路”教案設計

14#I組織教學集中學生注意力，做好平時考勤工作。II新課引入1、集成電路結(jié)構(gòu)形式上的特點2、電流源電路3、有源負載放大電路m新課講授9.1乙類雙電源互補對稱功率放大電路1、功率放大電路的基本概念和分類功率放大電路的特點大信號工作，采用圖解分析法功率、效率、非線性失真為主要技術(shù)指標功率器件的安全工作非常重要功率放大電路的幾種工作狀態(tài)甲類工作狀態(tài)，晶體管的導通角8=2n，最大效率為50%。乙類工作狀態(tài)，晶體管的導通角8=n，最大效率為78.5%。甲乙類工作狀態(tài)，晶體管的導通角nV8V2n，最大效率介于甲類和乙類之間。功率放大電路的類型(1)變壓器耦合功率放大電路變壓器耦合功率放大電路。這種電路的優(yōu)點是可實現(xiàn)阻抗變換，缺點是體積龐大、笨重、消耗有色金屬，且效率低，低頻和高頻特性較差。無輸出變壓器的功率放大電路無輸出變壓器的功率放大電路(簡稱OTL電路)用一個大電容代替了變壓器。該電路在靜態(tài)時電容上的電壓為VCC/2。由于一般情況下功率放大電路的負載電流很大，電容容量常選為幾千微法，且為電解電容。電容容量愈大，電路低頻特性愈好。但是，當電容容量增達到一定程度時，電解電容不再是純電容，而存在漏阻和電感，使得低頻特性不會明顯改善。無輸出電容的功率放大電路無輸出電容的功率放大電路(簡稱OCL電路)。此電路采用正、負電源交替供電，兩個晶體管輪流導通，輸出與輸入之間雙向跟隨。靜態(tài)時兩個管子均截止，輸出電壓為零。橋式推挽功率放大電路橋式推挽功率放大電路(簡稱BTL電路)。該電路為單電源供電，且不用變壓器和大電容。由圖可見電路由四只特性對稱的晶體管組成，靜態(tài)時管子均處于截止狀態(tài)，負載上的電壓為零。BTL電路所用管子數(shù)量最多，難于做到管子特性理想對稱；且管子的總損耗大，使得電路的效率降低；另外電路的輸入和輸出均無接地點，因此有些場合不適用。OTL、OCL和BTL電路各有優(yōu)缺點，且均有集成電路，使用時應根據(jù)需要合理選擇。2、OCL互補對稱功率放大電路1)OCL乙類互補對稱功率放大電路(1)電路的組成

OCL乙類互補對稱功率放大電路(2)存在的問題——交越失真分析電路可知，當輸入電壓的數(shù)值u.IVU(U為晶體管b-e間的開啟電壓)時，T1和ionon1T2均截止，輸出電壓uO為0；只有當lu」>U時，T1或T2才導通，它們的基極電流失真，如2Oion12P478圖9.2.1所示，因而輸出電壓波形產(chǎn)生交越失真。2)OCL甲乙類互補對稱功率放大電路(1)電路組成及工作原理OCL甲乙類互補對稱功率放大電路靜態(tài)時，從+VCC經(jīng)過比、R2、D］、D2、R3到一VCC有一個直流電流，它在T1和T2管兩個基極間所產(chǎn)生的電壓為U、=U+U+UB1B2R2D1D2使UB1、B2略大于T1管發(fā)射結(jié)和T2管發(fā)射結(jié)開啟電壓之和，從而使兩只管子均處于微導通狀態(tài)。另外靜態(tài)時應調(diào)節(jié)R2，使發(fā)射極電位UE為0,即輸出電壓uO為0。TOC\o"1-5"\h\z2EO當所加信號按正弦規(guī)律變化時，由于D］、D2的動態(tài)電阻很小，而且R2的阻值也很小，所以認為T1和T2管的基極電位的變化近似相等。這樣，當u>0且逐漸增大時，T1管基極電流12i1隨之增大，而t2管基極電流隨之減小，最后截止，負載電阻上得到正方向的電流。同樣道理,當u.V0且逐漸減小時，T2管基極電流隨之增大，而T1管基極電流隨之減小，最后截止，負i21載電阻上得到負方向的電流。這樣，即使u.很小，總能保證至少有一只晶體管導通，從而消i除了交越失真。(2)分析計算，求輸出功率、管耗、電源提供的功率及效率當輸入電壓足夠大，且又不產(chǎn)生飽和失真時，電路的圖解。由圖示可知電路最大輸出電壓等于電源電壓減去晶體管的飽和電壓，即(VCC—UC螢)。另外，負載電阻上通過的電流就是CCCES管子的發(fā)射極電流。①最大輸出功率Pomom電路的輸出功率P為oU2―OMR0LL式中UOM為輸出電壓的幅值。當輸出最大不失真電壓時UOM=VCc—UCES，此時輸出功率為最大，即Pom(VccPom(Vcc2RCES②管耗PT每只管子的管耗為U2-uCCOMOMT1CC0L顯然當UOM=0時，管子的損耗為零。當UOM-uCCOMOMT1CC0L顯然當UOM=0時，管子的損耗為零。當UOM=V-UL時，管子的損耗為CC-UCCCCCESCEST1總管耗為：Pt=Pt1+Pt2=2Pt1

P廠Pti+Pt2+Po=2Pti+P廠Pti+Pt2+Po=2Pti+P。2V（V-U）P二一?一CC——CCCES—V兀R④效率nn二P°/Pv，當uom"vcc（忽略UCES）時，n=n/4=785%O（3）最大管耗P與輸出功率的關(guān)系T1maxOM最大管耗不是發(fā)生在輸出功率最大時。由管耗的計算公式知，管耗是輸出電壓幅值的函數(shù)，用求極限的方法可求得，最大管耗時的UOM=2VCc/n故最大管耗為OM1V2

P=—ccq0.2P'T1max兀2RomL式中的Pom為不考慮晶體管飽和壓降（即UCES為0）時的最大輸出功率。（4）功放管的選擇由前面的分析知，在查閱手冊選擇功放管時，應使極限參數(shù)口郵席0>2?代，ICM>VCC/Rl，PCM>0.2P°m，