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1、模拟电子技术,低频功率放大器,4.0 概述,4.1 甲类功率放大器,4.2 乙类功率放大器,4.3 甲乙类功率输出级,4.0 概 述,功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。为了获得大的输出功率，必须使 输出信号电压大； 输出信号电流大； 放大电路的输出电阻与负载匹配。,电压放大器与功率放大器的区别： 1. 任务不同：电压放大不失真地提高输入信号的幅度，以 驱动后面的功率放大级，通常工作在小信号状态。 功率放大信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率，通常工作在大信号状态。 2. 分析方法：电压放大采用微变等效电路法和图解法 功率放大图解法, 实例典型的收音机电路,变频,低放 中放,
2、功放,Ic=0.5mA,Ic=2mA,Ic=20mA Ec=6V,Po=30mW,电源供给的功率：,PDC=EcIc=120mW,转换效率：,电源供给的能量大多数以管耗的形式消耗掉，通常功放电路中的工作管必须加散热片。, 功率放大电路中的一些特殊问题,1. 要求尽可能大的输出功率。管子工作在极限的工作状态。,2. 效率, =,负载得到的有用信号功率Po,电源供给的直流功率PDC,3. 非线性失真要小。 在大信号状态工作必然引起失真的问题，这就存在增大输出功率和失真严重的矛盾，这就要求在电路结构上进行改进，尽可能大的提高输出功率，减小非线性失真。,4. 半导体三极管散热的问题, 常见功放的静态工
3、作状态,甲类,乙类,甲乙类,4.1 甲类功率放大器, T1射极跟随输出 T2恒流源偏置电路，提供一个固定的偏流，有源负载 双电源供电使静态工作时Uo=0,静态：,1.由恒流源提供一个稳定的ICQ. 2. IBQ=ICQ/ 3. UCEQ=Ec, 射极跟随甲类输出级的结构, 射极跟随甲类输出级的工作原理,设输入Ui为一正弦信号 当Ui0时，输出电压Uo的最大峰值为： Uom=Ec-Uces1 Ec 输出电压的有效值为：,当Ui0时，输出电压Uo的最大峰值为： Uom= -Ec +Uces2 +IcQR2 -Ec 输出电压的有效值为：,Uces1,(2Ec -Uces2 -IcQR2), 射极跟随
4、甲类输出级的工作原理,输出功率Po:,直流电源提供的功率PDC:,转换效率：,（最高）,效率低原因：静态电流造成的管耗较大，如果将Q下移，使信号等于零时，电源的输出等于零或很小，信号增大时，电源供给的功率增大，这样便可解决效率低的问题。,集电极最大功耗：,4.2 乙类功率放大器, 电路组成,由一对NPN、PNP特性相同的互补三极管组成。这种电路也称为 OCL互补功率放大电路。, 电路工作原理,当vi=0即静态时，vo=0 当vi 处于正半周时，T1导通，T2截止,流过RL的电流为ie1;,当vi 处于负半周时，T1截止，T2导通,流过RL的电流为ie2 。,由于管子的对称性， ie1 = ie
5、2 ，在负载上获得完整的正弦波形。, 电路工作原理,当输入信号处于正半周时，且 幅度远大于三极管的开启电压，此 时NPN型三极管导电。有电流通过 负载RL，按图中方向由上到下，与 假设正方向相同。,当输入信号为负半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时PNP型三极管导电。有电流通过负 载RL，按图中方向由下到上，与假设正方向相反。于是两个三极管一个正半周，一个负半周轮流导电，在负载上将正半周和负半周合成在一起，得到一个完整的不失真波形。,vo, 功率分析,1. 交流输出功率Po,输入信号正半周，输出电压的峰值Vom=VCC-Vces1 VCC,输入信号负半周，输出电压的峰值Vom=-VCC-Vces1 -VCC,2. 电源提供的直流功率PVCC,每管工作半周的平均电流为：,3. 效率,4. 集电极的最大功耗Pcmax,可推得：,例：Pomax=1W,甲类：,Pcmax=4W,大功率管,必须加散热片,体积增大,乙类：,Pcmax=0.2W,中功率管,0.1W以下小功率管,乙类功率放大器, 存在问题,当输入信号Ui在0Ube之间变化时，不足以克服死区电压，三极管不导通电。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真，这个失真称为交越失真。,4.3 甲乙类功率放大器,为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。, 双电源甲乙类功率输出级,
