《《模拟电子技术基础》(第四版)_第9章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《模拟电子技术基础》(第四版)_第9章（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第9章 功率放大电路,9.1 功率放大电路概述 9.2 互补功率放大电路,9.1 功率放大电路概述,一. 在多级放大电路的末级是功率放大级，对功率 放大电路的基本要求是：,(1) 输出功率尽可能大,9.1.1 功率放大电路的特点,最大基本不失真 输出功率: Pom,不产生截止失真和饱和失真,最大基本不失真 输出电压有效值,基本不失真,最大基本不失真输出电压峰值,足够大的输入ui,负载上获得的功率,(2) 转换效率要高,转换效率定义为:,(3) 非线性失真要小,加入交流负反馈来减小非线性失真,交流功率,直流功率,负载上的最大不失真交流电流有效值乘以负载上的最大不失真交流电压有效值,直流电源输出电
2、流平均值及直流电压之积,二. 功放中晶体管工作在尽限运用状态：ICM、PCM、U(BR)CEO,ICM,最大集电极电流,U(BR)CEO,c-e间能承受的最大管压降,PCM,集电极最大耗散功率,瞬时集电极耗散功率,要晶体管安全工作，需满足,峰值处,一个周期内的平均值,峰值处,图1.3.7 晶体管的极限参数,三、分析方法：图解法。,功率放大电路的三种工作状态,(1)晶体管甲类工作状态,Q点基本被设在AC负载线的中点上,一个T工作时, 在输入信号幅值不太大时,不产生截止或饱和失真,当输入幅值过大时,同时产生截止失真和饱和失真,导通角360度,第二章,(2)晶体管甲乙类工作状态,IBQ (ICQ )
3、 略大于零,一个T工作时, 容易产生截止失真,导通角在180度和360度之间,需要两个,(3)晶体管乙类工作状态,IBQ (ICQ )等于零,一个T工作时, 肯定产生截止失真,导通角180度,需要两个,工作在甲类状态,一般先产生截止失真,最大基本不失真集电极交流电流幅值为ICQ,上能得到的最大交流功率为:,扬声器RL很小，AC负载线很陡,直流电源提供的直流功率约为：,直流负载线：,交流负载线：,忽略iB,最大基本不失真输出电压幅值为Ucem,共射放大电路(第二章)也有功率输出， 但效率较低。,单管变压器耦合功率放大电路,直流负载线：,工作在甲类状态,交流负载线：,如有阻抗匹配：,则交流负载线与
4、x轴交于2VCC,Q点位于交流负载线中点,忽略UCES和ICEO,同时产生截止失真和饱和失真,当输入幅值过大时,无RC,最大基本不失真集电极交流电流幅值为ICQ,上能得到的最大交流功率为:,直流电源提供的直流功率约为：,假设变压器耦合无损耗,最大基本不失真交流输出电压幅值为Vcc,E,红:先产生截止失真,最大基本不失真集电极交流电流幅值为ICQ,上能得到的最大交流功率为:,直流电源提供的直流功率约为：,假设变压器耦合无损耗,最大基本不失真交流输出电压幅值为Ucem,F,绿:先产生饱和失真,最大基本不失真集电极交流电流幅值为IDF,上能得到的最大交流功率为:,直流电源提供的直流功率约为：,假设变
5、压器耦合无损耗,最大基本不失真交流输出电压幅值为Ucem,在阻抗匹配和变压器耦合无损耗的前提条件下，转换效率能达到50%,甲类工作状态下的功放，其最大转换效率为50%,通常采用互补对称式功率放大电路，分为无输出电容(OCL)和 有输出电容(OTL)两种方式。,OTL电路,T1,T2工作在乙类状态,-VCC,OCL电路,T1,T2工作在乙类状态,-VCC,T1的AC负载线,T2的AC负载线,OCL电路,ui正半周时，T1通， T2止,ui负半周时，T1止， T2通,uo的正半周由T1提供,正电源工作,uo的负半周由T2提供,负电源工作,忽略开启电压,.2 互补对称功率放大电路,9.2.1 无输出
6、电容的互补对称 功率放大电路(OCL电路),1. 电路组成,il,Vcc,Vcc,RL,ic2,ic1,ui,T1,T2,在ui正半周, T1导通, T2截止, T1的集电极电流ic1流过负载RL,在ui负半周, T1截止, T2导通, T2的集电极电流ic2流过负载RL,T1、T2均为乙类工作状态,即ICQ1=ICQ2=0,+,-,uo,E,B,ic1=iC10,ic20,ic10,T1T2同时产生饱和失真,当输入ui幅值过大时,最大不失真输出电压幅值,最大不失真集电极电流幅值,o1,o2,o,9.2.2,忽略UCES1,产生 时,忽略UCES1,乙类工作状态下的功放，其最大转换效率为78.
7、5%,选择晶体管,忽略UCES1, UCES2,选择晶体管,忽略UCES1, UCES2,设输出电压峰值,UOM,设现在T1通， T2止,T1管损耗的平均功率为：,令,得：,选择晶体管,当,忽略UCES1,9.2.1 互补输出级的基本电路及其交越失真,图9.2.1 交越失真的产生,Q1,Q2,两线间，T1，T2都截止,交越失真,2. 工作原理,ICQ ICQ略大于0,UB1B2=UR+UD1+UD22UON,调节R1或R2 ，使VE=0，UO=0,注意,若R、D1、D2中任意一个元件虚焊，则T1、T2管有较大的基极电流通过，从而导致T1、T2管有较大的集电极电流，以至于T1、T2管可能因功耗过
8、大而烧坏。,动态: ur、ud1、ud2很小，可忽略不计，所以ub1=ub2=ui。,静态:,调节R,使VB1略大于UON,VB2略小于-UON,甲乙类OCL求Pom, PV,选晶体管与乙类OCL一样,T1、T2管为甲乙类工作状态,图9.2.3 T1和T2管在ui作用下 输入特性中的图解分析,两线间，T1，T2都导通,图3.3.17 消交越失真的互补输出级,UBE倍增电路,消交越失真,图3.3.18 采用复合管的准互补级输出,T1,T3先饱和,当T2,T4饱和时，产生Pom,OTL互补对称功率放大电路,4.2.4 具有推动级的OCL功率放大电路,+VCC,-VCC,+,+,-,RB1,RB2,R,D1,D2,T1,T2,T3,T4,RL,ui,uo,R1,R2,RF,A,B,该电路的电压放大倍数为：,E,作业： 9.3(9.4), 9.6(9.8), 9.7(9.7), 9.8(9.9), 9.10(9.11), 9.12(9.13),
