《模擬電子技術(shù)0》課件第20講 功率放大電路概述及OCL電路

第八章

功率放大電路8.1功率放大電路概述8.1.1功率放大電路的特點(diǎn)8.1.2功率放大電路的分類8.2雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路8.2.1電路的組成及工作原理8.2.2電路參數(shù)的計(jì)算8.2.3功率放大電路中晶體管的選擇8.2.4交越失真現(xiàn)象及改進(jìn)措施8.3單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路8.3.1單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路簡(jiǎn)介8.3.2達(dá)林頓晶體管在放大電路中的應(yīng)用8.4集成功率放大電路8.4.1集成功率放大器結(jié)構(gòu)8.4.2集成功率放大器應(yīng)用8.5功率放大電路仿真8.5.1乙類OCL電路仿真8.5.2甲乙類OCL電路仿真8.5.3達(dá)林頓管構(gòu)成的OTL電路仿真本章目錄：主要內(nèi)容：本章主要講述功率放大電路的分類，互補(bǔ)對(duì)稱型功率放大電路的組成、工作原理及主要性能指標(biāo)的估算方法，最后介紹集成功率放大電路的應(yīng)用。8.1功率放大電路概述8.1.1功率放大電路的特點(diǎn)1.輸出功率大輸出功率指的是功率放大電路提供給負(fù)載的信號(hào)功率。對(duì)于正弦信號(hào)輸出功率輸出電流有效值：

輸出電壓有效值：

輸出交流信號(hào)電流幅值輸出交流信號(hào)電壓幅值2．轉(zhuǎn)換效率要盡量高轉(zhuǎn)換效率指的是功率放大電路的最大輸出功率與電源所提供功率的比值。電源供給的總功率3．非線性失真要小半導(dǎo)體器件本身的非線性造成功率放大電路大信號(hào)情況下的非線性失真。功率放大電路在取得盡可能大的輸出功率的同時(shí)必須充分保障信號(hào)的本來(lái)面目，減小非線性失真。4．重視晶體管的工作狀態(tài)及其散熱問(wèn)題晶體管工作在極限狀態(tài)集電極電流要接近于最大集電極電流ICM耗散功率接近于集電極最大耗散功率PCM管壓降接近于管子的最大管壓降U(BR)CEO注意極限參數(shù)的選擇5．不同于一般放大電路的分析方法不能采用適合小信號(hào)的交流等效電路分析法主要采用圖解法來(lái)分析。；8.1.2功率放大電路的分類按信號(hào)的頻率劃分低頻功率放大電路高頻功率放大電路按照晶體管導(dǎo)通角分：甲類、乙類、甲乙類和丙類等四種。1.甲類（A類）功率放大電路：晶體管的導(dǎo)通角為360°直流偏置電流大，效率很低；非線性失真相對(duì)較小。2.乙類（B類）功率放大電路：導(dǎo)通角為180°兩只互補(bǔ)的晶體管組成推挽結(jié)構(gòu)；靜態(tài)偏置電流為零，工作效率高；存在交越失真的問(wèn)題。特點(diǎn)特點(diǎn)3.甲乙類（AB類）功率放大電路：導(dǎo)通角大于180°，但又小于360°特點(diǎn)：克服了乙類功率放大器的缺點(diǎn)4.丙類功率放大電路：導(dǎo)通角小于180°，主要用于高頻諧振功率放大電路。8.2雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路又可以分為雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路和單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路。8.2.1電路的組成及工作原理雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路又稱為無(wú)輸出電容（OCL-OutputCapacitorless）功率放大電路，簡(jiǎn)稱OCL電路。電路的組成：V1NPN晶晶體管V2PNP型晶體管UCC正電源-UEE負(fù)電源ui>0V→V1導(dǎo)通，V2管截止→iE1流過(guò)負(fù)載,輸出信號(hào)的正半周;由V1管、正電源+UCC和負(fù)載RL組成射極跟隨器，uo=ui。ui<0，V1截止，V2導(dǎo)通，iE2流過(guò)負(fù)載，輸出信號(hào)的負(fù)半周；由V2管、負(fù)電源-UEE和負(fù)載RL組成射極跟隨器，

uo=ui。輸入信號(hào)交替變化，T1、T2交替導(dǎo)通、截止，輸出負(fù)載上就可以得到完整的交流功率信號(hào)。8.2.2電路參數(shù)的計(jì)算1）輸出最大功率Pom負(fù)載上最大不失真輸出電壓正弦交流信號(hào)的功率代入最大輸出功率忽略UCES時(shí)2）轉(zhuǎn)換效率電源UCC提供的電流電源所提供的功率轉(zhuǎn)換效率在忽略飽和管壓降的情況下理想效率8.2.3功率放大電路中晶體管的選擇1.晶體管最大損耗V1晶體管的管壓降V1集電極電流V1管的損耗功率為求導(dǎo)，并令可得此時(shí)的管耗為2.晶體管的選擇每只晶體管的管耗晶體管的耐壓值應(yīng)滿足晶體管的最大集電極電流為例8-1在圖8-2中，已知UCC=15V，輸入電壓為正弦波，晶體管的飽和管壓降為|UCES|=3V，電壓放大倍數(shù)約為1，負(fù)載電阻RL=8?，試求：1）負(fù)載上可能獲得的最大功率和效率；2）若輸入電壓最大有效值為8V，則負(fù)載上獲得的最大功率為多少？解：（1）根據(jù)最大功率表達(dá)式得效率（2）射隨器電壓放大倍數(shù)約為1，因此，有效值例8-2

在基本OCL電路中，已知負(fù)載電阻為4?，晶體管的飽和管壓降UCES為2V，求：1）若輸出最大功率為8W，則電源電壓應(yīng)取多少伏？2）若電源電壓15V，則晶體管的最大集電極電流、最大管壓降及集電極最大功耗各為多少？解：1）最大輸出功率為由已知條件可得解得2）最大不失真輸出電壓的峰值晶體管集電極最大電流最大管壓降晶體管最大損耗功率8.2.4