模電功率放大電路課件

6.1功率放大電路的特殊問題

輸出功率為主要技術(shù)指標。晶體管起能量轉(zhuǎn)換作用：電源提供的直流電能轉(zhuǎn)化為由信號控制的輸出交變電能。功率放大簡稱功放，與電壓放大電路相比較，主要考慮以下問題。第6章功率放大電路⑴

輸出大功率輸出功率是指受信號控制的輸出交變電壓和交變電流的乘積，即負載所得到的功率。要求功放管輸出大電流和電壓。功放管工作在接近極限狀態(tài)，選擇功放管要考慮極限參數(shù)。6.1功率放大電路的特殊問題⑵

提高效率

功率放大電路的效率(Efficiency)是指負載得到的信號功率與電源供給的直流功率之比。提高效率可以在相同輸出功率的條件下，減小能量損耗，減小電源容量，降低成本。⑶

減小失真

原因：功率放大電路的工作電流和電壓要超過特性曲線的線性范圍，甚至接近于晶體管的飽和區(qū)和截止區(qū)。造成非線性失真較嚴重，因此在使用中必須兼顧提高交流輸出功率和減小非線性失真這兩方面的指標。⑷

改善熱穩(wěn)定性

原因：集電結(jié)上損耗功率大，會引起功放管結(jié)溫上升，可能會導(dǎo)致管子燒毀。因此大功率管都要安裝散熱器，以便獲得大的輸出功率。如何提高效率？甲類工作狀態(tài)管子導(dǎo)通時間為一個周期。在單管放大電路中，為了得到不失真的輸出波形，將靜態(tài)工作點設(shè)置在合適位置。靜態(tài)時功耗大。iCiCtuCEQ00(a)甲類iC大于0乙類工作狀態(tài)導(dǎo)通時間為半個周期。其工作點設(shè)置在截止區(qū)。出現(xiàn)了嚴重的波形失真。iCiCtuCEQ00(c)乙類iC=0的時間為半個周期甲乙類工作狀態(tài)導(dǎo)通時間大于半個周期，小于一個周期。其工作點設(shè)置靠近截止區(qū)。甲乙類放大，減小了靜態(tài)功耗，但也出現(xiàn)了嚴重的波形失真。iCiCtuCEQ00(b)甲類iC=0的時間小于半個周期功率放大器：希望輸出功率大，電源功率消耗少，效率高。甲乙類和乙類功放：減小了靜態(tài)功耗，但都出現(xiàn)了嚴重的波形失真。為了利用其效率高的優(yōu)點，克服其削波失真的缺點，通常采用乙類互補對稱放大電路。1.雙電源互補對稱電路

雙電源互補對稱電路又稱無輸出電容電路，簡稱OCL(OutputCapacitorLess)電路。6.2互補對稱功率放大電路⑴

電路組成ui0tuo0tiC1+VCC-VCCuiuoT1ioT2RL++__iC2靜態(tài)動態(tài)交越失真由于T1、T2管輸入特性存在死區(qū)，所以輸出波形在信號過零附近產(chǎn)生失真——交越失真。原因：假設(shè)T1、T2的死區(qū)電壓都是0.6V，那么在輸入信號電壓|Ui|≤0.6V期間，T1和T2截止，輸出電壓為零，得到如圖所示失真了的波形，圖6-3交越失真波形uiuott00消除交越失真的辦法uo+VCCT1R3D1R1T2RL-VCC+ui+__D2圖6-4消除交越失真的電路讓T1和T2在靜態(tài)時就微導(dǎo)通。為此在T1和T2的基極之間接入一個直流電壓。無論信號為正或為負，都至少有一個管子導(dǎo)通，交越失真也就不存在了。⑵

分析計算在對互補對稱電路進行分析計算時。由于管子在大信號下工作，所以必須利用圖解分析進行分析。①輸出功率為了便于觀察互補電路中的每個管子的電流電壓波形，把T2管特性曲線倒置于T1管特性曲線的右下方，并令二者在UCEQ=VCC處對準，如圖所示。負載線通過Q點(UCE=VCC，iC=0)，且斜率為的直線。tiC1Q00iC1uCE10iC2uCE2uCES2VCC2VCCiC2Quce1uce2VCCVCCUcemT2導(dǎo)通T1導(dǎo)通T1截止T2截止ππ2ππ2π0-1/RL-1/RLPT1T2N+VCC-VCCuiuoT1ioT2RL++__輸出功率Po可以根據(jù)功率表達式P=U2/R（U是交流有效值）求得，即①輸出功率理想條件下的最大輸出功率若輸入的正弦信號的幅度足夠大，并忽略管子的飽和壓降UCES。RL上最大的輸出電壓幅度Ucem=VCC。在此理想條件下，最大輸出功率為①輸出功率②效率

輸出功率占電源供給功率的比率稱為效率，用η表示，η=PO/PV。由于每個電源只提供半個周期的電流，所以總電源功率PV為在理想情況下，Ucem=VCC，則最大效率為②效率③功率管的選擇消耗在晶體管的功率PT=PV－PO，由于PO與PV均與信號的幅值有關(guān)，故PT也隨之變化。為了求出何時管耗最大，令上式對K的導(dǎo)數(shù)為0時，PT將為最大值將其代入PT式中得每個管子的管耗約為0.2POmax，當輸出功率最大(K=1)時，總管耗約為0.27POmax。功率管的要求

若想得到預(yù)期的最大輸出功率，則功率管的有關(guān)參數(shù)應(yīng)滿足下列條件：⑴每只功率管的最大管耗PCM≥0.2POmax；⑵功率管c-e極間的最大壓降為2VCC，所以應(yīng)選|U(BR)CEO|>2VCC；⑶功率管的最大集電極電流為VCC/RL，因此晶體管的ICM不宜低于此值。+VCC-VCCuiuoT1ioT2RL++__2.復(fù)合互補對稱電路⑴復(fù)合管(DarlingtonConnection)

存在的問題：大功率輸出極的工作電流大，而一般大功率管的電流放大系數(shù)都較小。通常采用所謂“復(fù)合管”的辦法來解決。設(shè)有兩只晶體管，把前一只管的集電極或發(fā)射極接到下一只管的基極，這種連接所形成的晶體管組合稱為復(fù)合管cebT1T2iBiC≈β1β2iBiEiBiEbiCce(a)NPN型2.復(fù)合互補對稱電路ecbT1T2iBiE≈β1β2iBiCiBiCbiEec(b)PNP型2.復(fù)合互補對稱電路cebT1T2iBiC≈β1β2iBiEiBiEbiCce(c)PNP型2.復(fù)合互補對稱電路cebT1T2iBiC≈β1β2iBiEiBiEbiCce(d)NPN型2.復(fù)合互補對稱電路復(fù)合管構(gòu)成規(guī)則iB向管內(nèi)流的復(fù)合管等效為NPN管；

iB向管外流的復(fù)合管等效為PNP管；

iB的流向由T1管的基極電流決定，即由T1管的類型決定。必須保證每只管各電極的電流都能順著各個管的正常工作方向流動；否則將是錯誤的。2.復(fù)合互補對稱電路在圖所示復(fù)合管中，判斷它們的連接方式哪些是正確的？哪些是錯誤的？哪些等效為NPN管？哪些等效為PNP管？

2.復(fù)合互補對稱電路解：(a)錯。(b)錯。(c)對，PNP型。(d)對，NPN。⑵準互補對稱電路(QuasiComplementaryEmitterFollower)互補對稱電路中，兩個輸出管是互補工作的，因而要求兩管為不同類型，一個為NPN型，而另一個則為PNP型。為了滿足電路對稱就要求兩管特性一致。這對NPN和PNP兩種大功率管來說，一般是難以實現(xiàn)的，尤其是當一個是硅管另一個是鍺管時，若要兩管特性一致，最好使T3和T4是同一種型號的管子。+VCC-VCCRb1RD1T1T2Rb2D2Re1Rc2RLT3T4Re4Re3NPNPNPuoui++--圖6-8準互補對稱電路3.單電源互補對稱電路⑴

電路組成

雙電源互補對稱電路，需要兩個獨立電源，這給使用上帶來不方便。所以實用上常采用單電源互補對稱電路，如圖6-9所示。它去掉了負電源，接入一個電容C，稱為無輸出變壓器電路，簡稱OTL(OutputTransformerLess)電路。V1、V2是為了克服交越失真而接入的正向偏置電源，在實際電路中可用兩個二極管來代替。VCC12+tui+VCCV1V2T1NPNPNPiC1iC2iouo+-T2EICRL+-iC1t0-iC2t0uI0uot0圖6-9單電源互補對稱原理電路靜態(tài)時使UE=VCC/2，I點電位UI以VCC/2為基準上下變化，T1、T2輪流導(dǎo)通，實現(xiàn)雙向跟隨。電容上具有的恒定電壓VCC/2，則可看作信號負半周時T2管的直流電源。電容充放電回路時間常數(shù)遠大于信號周期，電容兩端電壓基本不變。動態(tài)時⑵

分析計算

由上面的分析可以看出，單電源互補對稱電路實質(zhì)上等效于具有±VCC/2雙電源的互補對稱電路。分析計算時只要把VCC/2替換前面式中的VCC就可以得出單電源互補對稱電路的輸出功率、直流電源供給的功率和效率等。①輸出功率理想條件下最大電壓幅值Ucem=VCC/2，所以②效率直流電源供給的功率為PV理想條件下，最大效率為

可見在理想條件下，OCL和OTL電路的最大效率相同。例

如圖所示的電路，VCC=6V，RL=3.5Ω近似計算理想情況下，最大輸出功率，效率和管耗。（ui為正弦信號）uo+VCCT1R3D1R1T2RL+ui+__D2解：因為理想情況下有所以PT=0.4POM=0.4×1.29=0.516(W)例

某同學設(shè)計一個OTL功放電路如圖所示。（1）為實現(xiàn)輸出最大幅值正負對稱，靜態(tài)時A點電位應(yīng)為多大？（2）若UCE3和UCE5的最小值約為3V，求最大不失真輸出功率和效率？（3）晶體管T3、T5的PCM、U(BR)CEO和ICM應(yīng)如何選擇？例

解：⑴圖為單電源互補對稱OTL電路，若實現(xiàn)輸出最大，幅值正負對稱，因此靜態(tài)時A點電位為：⑵⑶忽略UCES，則|U(BR)CEO|>VCC=20(V)6.3集成功率放大器簡介以LM384為例VCCT1T2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12R1R3R4R5R2R6R7D1D2Couiuoui25K25K1K150K150K25K0.50.5T1~T4復(fù)合差動輸入T5、T6有源負載T7、T8、T9、和D1、D2互補對稱輸出T10、T11有源負載T12共射放大6.3集成功率放大器簡介LM384外部接線圖LM384允許的最大電源電壓為28V。當VCC=26V時，Po=7.6W，失真約為5%。LM3843、4、5、7、10、11、1210k0.1uF500uF5uFuiVCC628141本章小結(jié)1功率放大電路的特殊問題2互補對稱功率放大電路雙電源互補對稱電路（OCL）單電源互補對稱電路（OTL）復(fù)合互補對稱電路3集成功率放大電路

11醉翁亭記

1．反復(fù)朗讀并背誦課文，培養(yǎng)文言語感。

2．結(jié)合注釋疏通文義，了解文本內(nèi)容，掌握文本寫作思路。

3．把握文章的藝術(shù)特色，理解虛詞在文中的作用。

4．體會作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、導(dǎo)入新課范仲淹因參與改革被貶，于慶歷六年寫下《岳陽樓記》，寄托自己“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的政治理想。實際上，這次改革，受到貶謫的除了范仲淹和滕子京之外，還有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文學家、史學家歐陽修。他于慶歷五年被貶謫到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期間，歐陽修在滁州留下了不遜于《岳陽樓記》的千古名篇——《醉翁亭記》。接下來就讓我們一起來學習這篇課文吧！【教學提示】結(jié)合前文教學，有利于學生把握本文寫作背景，進而加深學生對作品含義的理解。二、教學新課目標導(dǎo)學一：認識作者，了解作品背景作者簡介：歐陽修(1007—1072)，字永叔，自號醉翁，晚年又號“六一居士”。吉州永豐(今屬江西)人，因吉州原屬廬陵郡，因此他又以“廬陵歐陽修”自居。謚號文忠，世稱歐陽文忠公。北宋政治家、文學家、史學家，與韓愈、柳宗元、王安石、蘇洵、蘇軾、蘇轍、曾鞏合稱“唐宋八大家”。后人又將其與韓愈、柳宗元和蘇軾合稱“千古文章四大家”。

關(guān)于“醉翁”與“六一居士”：初謫滁山，自號醉翁。既老而衰且病，將退休于潁水之上，則又更號六一居士?？陀袉栐唬骸傲缓沃^也？”居士曰：“吾家藏書一萬卷，集錄三代以來金石遺文一千卷，有琴一張，有棋一局，而常置酒一壺?！笨驮唬骸笆菫槲逡粻?，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之間，豈不為六一乎？”寫作背景：宋仁宗慶歷五年(1045年)，參知政事范仲淹等人遭讒離職，歐陽修上書替他們分辯，被貶到滁州做了兩年知州。到任以后，他內(nèi)心抑郁，但還能發(fā)揮“寬簡而不擾”的作風，取得了某些政績。《醉翁亭記》就是在這個時期寫就的。目標導(dǎo)學二：朗讀文章，通文順字1．初讀文章，結(jié)合工具書梳理文章字詞。2．朗讀文章，劃分文章節(jié)奏，標出節(jié)奏劃分有疑難的語句。節(jié)奏劃分示例

環(huán)滁/皆山也。其/西南諸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，瑯琊也。山行/六七里，漸聞/水聲潺潺，而瀉出于/兩峰之間者，釀泉也。峰回/路轉(zhuǎn)，有亭/翼然臨于泉上者，醉翁亭也。作亭者/誰？山之僧/曰/智仙也。名之者/誰？太守/自謂也。太守與客來飲/于此，飲少/輒醉，而/年又最高，故/自號曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之間也。山水之樂，得之心/而寓之酒也。節(jié)奏劃分思考“山行/六七里”為什么不能劃分為“山/行六七里”？

明確：“山行”意指“沿著山路走”，“山行”是個狀中短語，不能將其割裂。“望之/蔚然而深秀者”為什么不能劃分為“望之蔚然/而深秀者”？明確：“蔚然而深秀”是兩個并列的詞，不宜割裂，“望之”是總起詞語，故應(yīng)從其后斷句?！窘虒W提示】引導(dǎo)學生在反復(fù)朗讀的過程中劃分朗讀節(jié)奏，在劃分節(jié)奏的過程中感知文意。對于部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的句子，教師可做適當?shù)闹v解引導(dǎo)。目標導(dǎo)學三：結(jié)合注釋，翻譯訓(xùn)練1．學生結(jié)合課下注釋和工具書自行疏通文義，并畫出不解之處?！窘虒W提示】節(jié)奏劃分與明確文意相輔相成，若能以節(jié)奏劃分引導(dǎo)學生明確文意最好；若學生理解有限，亦可在解讀文意后把握節(jié)奏劃分。2．以四人小組為單位，組內(nèi)互助解疑，并嘗試用“直譯”與“意譯”兩種方法譯讀文章。3．教師選擇疑難句或值得翻譯的句子，請學生用兩種翻譯方法進行翻譯。翻譯示例：若夫日出而林霏開，云歸而巖穴暝，晦明變化者，山間之朝暮也。野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰，風霜高潔，水落而石出者，山間之四時也。直譯法：那太陽一出來，樹林里的霧氣散開，云霧聚攏，山谷就顯得昏暗了，朝則自暗而明，暮則自明而暗，或暗或明，變化不一，這是山間早晚的景色。野花開放，有一股清幽的香味，好的樹木枝葉繁茂，形成濃郁的綠蔭。天高氣爽，霜色潔白，泉水淺了，石底露出水面，這是山中四季的景色。意譯法：太陽升起，山林里霧氣開始消散，煙云聚攏，山谷又開始顯得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明變化的，就是山中的朝暮。春天野花綻開并散發(fā)出陣陣幽香，夏日佳樹繁茂并形成一片濃蔭，秋天風高氣爽，霜色潔白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季?！窘虒W提示】翻譯有直譯與意譯兩種方式，直譯鍛煉學生用語的準確性，但可能會降低譯文的美感；意譯可加強譯文的美感，培養(yǎng)學生的翻譯興趣，但可能會降低譯文的準確性。因此，需兩種翻譯方式都做必要引導(dǎo)。全文直譯內(nèi)容見《我的積累本》。目標導(dǎo)學四：解讀文段，把握文本內(nèi)容1．賞析第一段，說說本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此運用了怎樣的藝術(shù)手法。

明確：首先以“環(huán)滁皆山也”五字領(lǐng)起，將滁州的地理環(huán)境一筆勾出，點出醉翁亭坐落在群山之中，并縱觀滁州全貌，鳥瞰群山環(huán)抱之景。接著作者將“鏡頭”全景移向局部，先寫“西南諸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南諸峰之中，視野集中到最佳處。再寫瑯琊山“蔚然而深秀”，點山“秀”，照應(yīng)上文的“美”。又寫釀泉，其名字透出了泉與酒的關(guān)系，好泉釀好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”來。作者利用空間變幻的手法，移步換景，由遠及近，為我們描繪了一幅幅山水特寫。2．第二段主要寫了什么？它和第一段有什么聯(lián)系？明確：第二段利用時間推移，抓住朝暮及四季特點，描繪了對比鮮明的晦明變化圖及四季風光圖，寫出了其中的“樂亦無窮”。第二段是第一段“山水之樂”的具體化。3．第三段同樣是寫“樂”，但卻是寫的游人之樂，作者是如何寫游人之樂的？明確：“滁人游”，前呼后應(yīng)，扶老攜幼，自由自在，熱鬧非凡；“太守宴”，溪深魚肥，泉香酒洌，美味佳肴，應(yīng)有盡有；“眾賓歡”，投壺下棋，觥籌交錯，說說笑笑，無拘無束。如此勾畫了游人之樂。4．作者為什么要在第三段寫游人之樂？明確：寫滁人之游，描繪出一幅太平祥和的百姓游樂圖。游樂場景映在太守的眼里，便多了一層政治清明的意味。太守在游人之樂中酒酣而醉，此醉是為山水之樂而醉，更是為能與百姓同樂而醉。體現(xiàn)太守與百姓關(guān)系融洽，“政通人和”才能有這樣的樂。5．第四段主要寫了什么？明確：寫宴會散、眾人歸的情景。目標導(dǎo)學五：深入解讀，把握作者思想感情思考探究：作者以一個“樂”字貫穿全篇，卻有兩個句子別出深意，不單單是在寫樂，而是另有所指，表達出另外一種情緒，請你找出這兩個句子，說說這種情緒是什么。明確：醉翁之意不在酒，在乎山水之間也。醉能同其樂，醒能述以文者，太守也。這種情緒是作者遭貶謫后的抑郁，作者并未在文中袒露胸懷，只含蓄地說：“醉能同其樂，醒能述以文者，太守也?！贝司渑c醉翁亭的名稱、“醉翁之意不在酒，在乎山水之間也”前后呼應(yīng)，并與“滁人游”“太守宴”“眾賓歡”“太守醉”連成一條抒情的線索，曲折地表達了作者內(nèi)心復(fù)雜的思想感情。目標導(dǎo)學六：賞析文本，感受文本藝術(shù)特色1．在把握作者復(fù)雜感情的基礎(chǔ)上朗讀文本。2．反復(fù)朗讀，請同學說說本文讀來有哪些特點，為什么會有這些特點。(1)句法上大量運用駢偶句，并夾有散