模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)-功率放大電路

4.1概述4.2乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路

4.3甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路*4.4集成功率放大器第四章功率電子電路

甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路

甲乙類單電源互補(bǔ)對稱電路2021/5/91例：擴(kuò)音系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載什么是功率放大器？

在電子系統(tǒng)中，模擬信號被放大后，往往要去推動一個實(shí)際的負(fù)載。如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。推動一個實(shí)際負(fù)載需要的功率很大。能輸出較大功率的放大器稱為功率放大器4.1概述功率放大電壓放大信號提取2021/5/92一.功放電路的特點(diǎn)（2）功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過晶體管的極限值:ICM

、UCEM

、

PCM

。

ICMPCMUCEM（1）輸出功率Po盡可能大Icuce2021/5/93(3)電流、電壓信號比較大，必須注意防止波形失真。(4)電源提供的能量應(yīng)盡可能多地轉(zhuǎn)換給負(fù)載，盡量減少晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的效率（）。Po:負(fù)載上得到的交流信號功率。PE：電源提供的直流功率。（5）功放管散熱和保護(hù)問題2021/5/94二.甲類功率放大器分析1.三極管的靜態(tài)功耗：若電源提供的平均功耗：則IcuceQuceQIcQ2021/5/952.動態(tài)功耗（當(dāng)輸入信號Ui時）輸出功率:

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。最大輸出功率:MNUomIom功率三角形iCuCEQUCEQICQVCC2021/5/96電源提供的功率此電路的最高效率甲類功率放大器存在的缺點(diǎn)：

輸出功率小靜態(tài)功率大，效率低2021/5/97三.BJT的幾種工作狀態(tài)甲類：Q點(diǎn)適中，在正弦信號的整個周期內(nèi)均有電流流過BJT。甲乙類：介于兩者之間，導(dǎo)通角大于180°動畫演示iCuCEQ1UCEQICQVCCiCuCEQ3ICQVCC乙類：靜態(tài)電流為0，BJT只在正弦信號的半個周期內(nèi)均導(dǎo)通。iCuCEQ2ICQVCC2021/5/98一.結(jié)構(gòu)互補(bǔ)對稱：電路中采用兩個晶體管：NPN、PNP各一支；兩管特性一致。組成互補(bǔ)對稱式射極輸出器。4.2乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路

2021/5/99二、工作原理（設(shè)ui為正弦波）ic1ic2

靜態(tài)時：ui=0Vic1、ic2均=0（乙類工作狀態(tài)）

uo=0V動態(tài)時：ui

0VT1截止，T2導(dǎo)通ui>0VT1導(dǎo)通，T2截止iL=ic1

;iL=ic2T1、T2兩個管子交替工作，在負(fù)載上得到完整的正弦波。2021/5/910輸入輸出波形圖uiuououo′交越失真死區(qū)電壓2021/5/911組合特性分析——圖解法負(fù)載上的最大不失真電壓為Uom=VCC-UCESiC1uCEiC2QVCCUCESUCESUom2021/5/912最大不失真輸出功率Pomax1.輸出功率Po三、分析計(jì)算動畫演示2021/5/913一個管子的管耗2.管耗PT兩管管耗2021/5/9143.電源供給的功率PE當(dāng)4.效率最高效率max2021/5/915四．三極管的最大管耗

問：Uom=？PT1最大,PT1max=？用PT1對Uom求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)=0，得出：PT1max發(fā)生在Uom=0.64VCC處。將Uom=0.64VCC代入PT1表達(dá)式：2021/5/916選功率管的原則：1.PCMPT1max=0.2PoM2．2021/5/917tuo交越失真uit存在交越失真乙類互補(bǔ)對稱功放的缺點(diǎn)2021/5/918

靜態(tài)時:

T1、T2兩管發(fā)射結(jié)電壓分別為二極管D1、D2的正向?qū)▔航担率箖晒芫幱谖⑷鯇?dǎo)通狀態(tài)——甲乙類工作狀態(tài)動態(tài)時：設(shè)ui加入正弦信號。正半周T2截止，T1基極電位進(jìn)一步提高，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)；負(fù)半周T1截止，T2

基極電位進(jìn)一步降低，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)。電路中增加R1、D1、D2、R2支路1.基本原理

4.3甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路一.甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路2021/5/919uB1tUTtiBIBQ波形關(guān)系：ICQiCuBEiBib特點(diǎn)：存在較小的靜態(tài)電流ICQ、IBQ。每管導(dǎo)通時間大于半個周期，基本不失真。iCQuceVCC/ReVCCIBQEWB演示——功放的交越失真2021/5/9202.帶前置放大級的功率放大器

動畫演示（甲乙類互補(bǔ)對稱電路的計(jì)算同乙類）2021/5/9213.電路中增加復(fù)合管增加復(fù)合管的目的：擴(kuò)大電流的驅(qū)動能力。1

2晶體管的類型由復(fù)合管中的第一支管子決定。復(fù)合NPN型復(fù)合PNP型2021/5/9224.帶復(fù)合管的OCL互補(bǔ)輸出功放電路：

T1：電壓推動級（前置級）

T2、R1、R2：UBE擴(kuò)大電路

T3、T4、T5、T6：復(fù)合管構(gòu)成互補(bǔ)對稱功放

輸出級中的T4、T6均為NPN型晶體管，兩者特性容易對稱。

合理選擇R1、R2，b3、b5間可得到UBE2任意倍的電壓。2021/5/9231、基本原理.單電源供電；.輸出加有大電容。（1）靜態(tài)偏置二.甲乙類單電源互補(bǔ)對稱電路

調(diào)整RW阻值的大小，可使此時電容上電壓2021/5/924（2）動態(tài)分析（電容起到了負(fù)電源的作用）Ui負(fù)半周時，T1導(dǎo)通、T2截止；Ui正半周時，T1截止、T2導(dǎo)通。動畫演示2021/5/925（3）輸出功率及效率若忽略交越失真的影響。則：此電路存在的問題：輸出電壓正方向變化的幅度受到限制，達(dá)不到VCC/2。2021/5/9262.帶自舉電路的單電源功放靜態(tài)時C1充電后，其兩端有一固定電壓動態(tài)時由于C1很大，兩端電壓基本不變，使C1上端電位隨輸出電壓升高而升高。保證輸出幅度達(dá)到VCC/2。C1、R7為自舉電路2021/5/9273.帶運(yùn)放前置放大級的功率放大電路運(yùn)放A接成同相輸入方式作前置放大級。引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋。整個電路的電壓放大倍數(shù)：

2021/5/928總結(jié)：互補(bǔ)對稱功放的類型

互補(bǔ)對稱功放的類型雙電源電路又稱OCL電路（無輸出電容）單電源電路又稱OTL電路（無輸出變壓器）2021/5/929

4.4集成功率放大器

集成功率放大器DG4100簡介：2021/5/930集成功放DG4100的外部接線圖：2021/5/9311．功率放大器的特點(diǎn)：工作在大信號狀態(tài)下，輸出電壓和輸出電流都很大。要求在允許的失真條件下，盡可能提高輸出功率和效率。2．為了提高效率，在功率放大器中，BJT常工作在乙類和甲乙類狀態(tài)下，并用互補(bǔ)對稱結(jié)構(gòu)使其基本不失真。這種功率放大器理論上的最大輸出效率可以達(dá)到78.5％。3．互補(bǔ)對稱功率放大器的幾種主要結(jié)構(gòu)：

OCL（雙電源）——乙類