第七章 功率放大電路

第七章功率放大電路§7.1概述§7.2

互補輸出級的分析計算§7.1概述一、功率放大電路研究的問題二、對功率放大電路的要求三、晶體管的工作方式四、功率放大電路的種類

1.性能指標(biāo)：輸出功率和效率。若已知Uom，則可得Pom。

最大輸出功率與電源損耗的平均功率之比為效率。

2.分析方法：因大信號作用，故應(yīng)采用圖解法。

3.晶體管的選用：根據(jù)極限參數(shù)選擇晶體管。在功放中，晶體管集電極或發(fā)射極電流的最大值接近最大集電極電流ICM，管壓降的最大值接近c-e反向擊穿電壓U(BR)CEO，集電極消耗功率的最大值接近集電極最大耗散功率PCM

。稱為工作在盡限狀態(tài)。一、功率放大電路研究的問題二、對功率放大電路的要求1.輸出功率盡可能大:即在電源電壓一定的情況下，最大不失真輸出電壓最大。2.效率盡可能高:即電路損耗的直流功率盡可能小，靜態(tài)時功放管的集電極電流近似為0。三、晶體管的工作方式1.甲類方式：晶體管在信號的整個周期內(nèi)均處于導(dǎo)通狀態(tài)2.乙類方式：晶體管僅在信號的半個周期處于導(dǎo)通狀態(tài)3.甲乙類方式：晶體管在信號的多半個周期處于導(dǎo)通狀態(tài)4.丙類方式：晶體管在信號的小半個周期處于導(dǎo)通狀態(tài)根據(jù)直流工作點的位置不同，放大器的工作狀態(tài)可分為放大器的工作狀態(tài)甲類(導(dǎo)通角為360°);乙類(導(dǎo)通角為180°);丙類(導(dǎo)通角＜180°)

晶體管的工作方式甲類工作時非線性失真雖小，但效率太低，無論有無信號時，電源供給功率不變，當(dāng)無信號時，這些功率全部轉(zhuǎn)化為無用的管耗。乙類工作時非線性失真雖大(波形只有半周)，但效率卻很高，只要我們在電路結(jié)構(gòu)上加以彌補，非線性失真是可以減小的，所以，在功率放大器中大多采用乙類或接近乙類的甲乙類工作狀態(tài)。丙類工作方式主要用于高頻功率放大器中。1.變壓器耦合功率放大電路①輸入信號增大，輸出功率如何變化？②輸入信號增大，管子的平均電流如何變化？③輸入信號增大，電源提供的功率如何變化？效率如何變化？四、功率放大電路的種類做功放適合嗎？單管甲類電路為什么管壓降會大于電源電壓？乙類推挽電路信號的正半周T1導(dǎo)通、T2截止；負(fù)半周T2導(dǎo)通、T1截止。兩只管子交替工作，稱為“推挽”。設(shè)β為常量，則負(fù)載上可獲得正弦波。輸入信號越大，電源提供的功率也越大。2.

OTL

電路

輸入電壓的正半周：＋VCC→T1→C→RL→地C充電。輸入電壓的負(fù)半周：C的“＋”→T2→地→RL→C“－”C放電。C足夠大，才能認(rèn)為其對交流信號相當(dāng)于短路。OTL電路低頻特性差。因變壓器耦合功放笨重、自身損耗大，故選用OTL電路。3.

OCL電路輸入電壓的正半周：＋VCC→T1→RL→地輸入電壓的負(fù)半周：地→RL→T2→－VCC兩只管子交替導(dǎo)通，兩路電源交替供電，雙向跟隨。靜態(tài)時，UEQ＝UBQ＝0。4.

BTL電路

輸入電壓的正半周：＋VCC→T1→

RL→T4→地輸入電壓的負(fù)半周：＋VCC→T2→

RL→T3→地①是雙端輸入、雙端輸出形式，輸入信號、負(fù)載電阻均無接地點。②管子多，損耗大，使效率低。幾種電路的比較

變壓器耦合乙類推挽：單電源供電，笨重，效率低，低頻特性差。OTL電路：單電源供電，低頻特性差。OCL電路：雙電源供電，效率高，低頻特性好。BTL電路：單電源供電，低頻特性好；雙端輸入雙端輸出?！?.2互補輸出級的分析計算一、輸出功率二、效率三、晶體管的極限參數(shù)3.

OCL電路輸入電壓的正半周：＋VCC→T1→RL→地輸入電壓的負(fù)半周：地→RL→T2→－VCC兩只管子交替導(dǎo)通，兩路電源交替供電，雙向跟隨。靜態(tài)時，UEQ＝UBQ＝0。互補輸出級知識補充：綠皮書P168-169交越失真消除失真的方法：設(shè)置合適的靜態(tài)工作點。信號在零附近兩只管子均截止開啟電壓①靜態(tài)時T1、T2處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，有信號時至少有一只導(dǎo)通；②偏置電路對動態(tài)性能影響要小?；パa輸出級知識補充：綠皮書P168-169消除交越失真的互補輸出級互補輸出級知識補充：綠皮書P168-169然后求出電源的平均功率，效率在已知RL的情況下，先求出Uom，則求解輸出功率和效率的方法一、輸出功率數(shù)值較大不可忽略大功率管的UCES常為2~3V。二、效率電源電流3.晶體管的極限參數(shù)PT對UOM求導(dǎo)，并令其為0，可得