1.3 乙类推挽功率放大电路从原理电路到实用电路,还需解决如下等问题: ① 交越失真 —— 加偏置电路; ② 双电源 —— 单电源供电; ③ 互补管难配 —— 准互补推挽电路; ④ 安全 —— 过载保护; ⑤ 充分激励 —— 输入激励电路 一、交越失真和偏置电路 1.交越失真(Crossover Distortion) (1)定义 在零偏置条件下,考虑到导通电压的影响,输出电压 波形在衔接处出现的失真,称交越失真图 1–3–2 图解分析乙类推挽电路时,两管的合成传输特性交越失真(2) 解决途径图 1–3–3 加偏置的互补推挽电路及其传输特性输入端两管适当正偏,使其工作在甲乙类T1导通: T2导通:(2) 解决途径图 1–3–3 加偏置的互补推挽电路及其传输特性输入端两管适当正偏,使其工作在甲乙类由传输特性可见:只要 VBB 取值合适,上下两路传输特 性起始段的弯曲部分就可相互补偿,合成传输特性趋近于直 线,在输入正弦电压激励下,得到不失真的输出电压 (3)常用电路 ① 二极管偏置电路② VBE 倍增电路 2.二极管偏置电路 在集成电路中,偏置二极管通常由晶体管取代,如图 1 -3-4(b)所示。
或者用互补管 T3、T4 取代,如图 1-3-4(c) 所示图 1-3-4 二极管偏置电路问题:偏置电路是否影响输入信号 vi (t) 的传输 解答:二极管正向交流电阻很小,可认为交流短路 图 1-3-4 二极管偏置电路3.VBE 倍增电路图 1–3–5 VBE 倍增偏置电路(1)偏置电路由 T3、R1、R2 组成,且由电 流源 IR 激励,为互补功率管 T1、 T2 提供偏置电压 VBB二、单电源供电的互补推挽电路(OTL) 图 1–3–61.电路特点① 单电源供电② 负载串接大容量隔直电容 CLVCC 与两管串接,若两管特 性配对,则 VO = VCC/2,CL 等效 为电压等于 VCC/2 的直流电源2.工作原理 T1 管的直流供电电压:VCC VO = VCC/2, T2 的供电电 压:0 VO = VCC/2单电源供电电路等效为 VCC/2 和 VCC/2 的双电源供电 电路三、准互补推挽电路 1.问题的提出互补要求两功率管特性配对,难实现 2.解决办法采用复合管取代互补管,构成准 互补推挽电路 3.电路 图 1–3–7 准互补推挽电路复合管 T1、T2 等效为 NPN 型管 ;T3与 T4 等效为 PNP 型管。
三、准互补推挽电路 3.电路 复合管 T1、T2 等效为 NPN 型管 ;T3与 T4 等效为 PNP 型管 其中,T1、T3 为小功率管,它们 之间是互补的,T2、T4 为大功率管, 它们是同型,便于特性配对,故称为 准互补推挽电路 R1,R2(几百欧姆)—— 减小复合管的反向饱和电流 四、保护电路1.必要性实际可能发生负载短路,电流迅速增大等异常现象, 造成功率管损坏为了安全起见,应有过流、过压、过热 保护2.过流保护电路 (1)电路图 1–3–8 限流保护电路T1、T2:保护管;R1、R2 :取样电阻2)原理以保护管 T1 为例四、保护电路2.过流保护电路 (1)电路T1、T2 :保护管;R1、R2 :取样电阻2)原理以保护管 T1 为例正常时,VR1 不足以使 T1 导通,不起保护作用异常时,VR1 使 T1导通,分流 i1,限制 T3 管的输出电 流,起到了限流保护作用T2 对 T4 的限流保护作用同上 五、输入激励电路 1.必要性 互补功放, 功率管为射随器,Av R,则 交流负载线如 曲线 Ⅲ 所示,输出信号 电压振幅可接近 VCC/24.改进电路 ① 电流源构成有源负载放大器,直流电阻小,交流电 阻大。
② 采用自举电路 图 1–3–9 (c) 加自举电容的电路R1 ,R2 , C2,取代 R 特 点:交流电位由 O 经 C2 自举到 C 点,即 vC vO 工作原理:Av 1,故 vB vO vC,通过 R2 的交流电流 i 0 ,因而从 B 点向虚线框看进去的 交流电阻(vB/i)很大,趋于无穷, T3 的交流负载电阻便近似等于 T1(或 T2)电路的输入电阻集成运算放大器-+AvOV-V+集成运放理想化条件下两条重要法则 理 想 运 放 失调和漂移0 推论因则因则集成运算放大器§ 反相放大器-+AR1Rf+ -vsvoifi1因则反相输入端“虚地”因则由图输出电压表达式:§ 同相放大器 -+AR1Rf+ -vsvoifi1 因则因由图输出电压表达式:则桥式功率放大器• 1、右图O点直流电压为多少? • 2、理想情况下(VBE(on)=0); 右图属于哪类功率放大器? • 3、实际中; 右图又属于哪类功率放大器?是否产生交越失真?如何克服?图 1–3–6• 4、下图又属于哪类功率放大器?图 1–3–3 加偏置的互补推挽电路及其传输特性• 5、功率放大器考虑哪些因素? A、增益 B、效率(损耗) C、失真(饱和、截止、交越失真) D、安全(电压、电流、损耗功率处于安全区)。