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1、应用电子技术专业国家教学资源库讲稿1：功率放大电路基础知识（2课时）目标：1学习功率放大电路的联接方法2识别功率放大电路各级放大电路类型3会分析功率放大电路性能指标参数讲解目录一、什么是功率放大电路二、功率放大电路需解决的问题三、定量分析功率放大电路四、测试功率放大电路基本参数（见实践项目）五、例题六、作业讲课要点一、什么是功率放大电路？在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。例： 扩音系统实际负载功率放大电压放大信号提取二、功率放大电路需解决的问题（1）输出
2、功率Po尽可能大功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 （2）效率要高Po: 负载上得到的交流信号功率。PE ：电源提供的直流功率。电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（h）。（3）非线性失真要小电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。（4）散热性能要好三、定量分析功率放大电路1. 电路的组成互补对称：电路中采用两个晶体管：NPN、PNP各一支；两管特性一致。组成互补对称式射极输出器。2电路的原理3输入输出波形与交越失真4图解分析5输出功率6最大效率7三极管的最大管耗
3、PT1max 8功放管的选择9交越失真的克服10用复合三极管做功放管，增加电流驱动能力OCL功率放大电路及工作原理电路模型工作条件静态特征（1）正、负电源对称（双电源供电）（2） VT1和VT2两管特性对称（例如12）（1） VQ=0（v）（2）ICQ1=ICQ2=0（mA）电路原理（为简化分析的方便，设晶体管的死区电压为零）输入正半波信号时若输入端加一正弦信号，在正半周时，由于ui0，即uiuQ因此VT2截止，等效电路如下图所示。VT1导通承担放大任务，电流ie1流过负载，输出电压输入半 波信号时当输入信号处于负半周时，ui0，因此VT1截止（等效电路如图所示），VT2导通承担放大任务，电流
4、ie2流过负载，方向与正半周相反，输出电压合成在正弦波正负半波信号的推动下，VT1和VT2轮流导电，交替工作，使流过负载RL的电流为一完整的正弦信号，波形如左图所示。由于两个不同型号的管子互补对方的不足，且工作性能对称，故这种电路通常称为互补对称式功率放大电路交流功率输出乙类放大器的输出功率是指两管合成输出功率，可由下图求出：=如果忽略晶体管饱和压降（sat）的影响，在上图示极限运用情况下，则：一般情况下，输出信号功率都是通过调整输入信号的大小来加以调整的放大器的效率将负载得到的信号功率PO和电源供给的直流功率PE的比值定义为放大器的效率，即=100。由于前置放大器的输出功率较小，功率与效率的
5、矛盾并不突出。但功率放大器的输出功率较大，功率和效率的矛盾就上升为主要矛盾。理想的乙类放大器由于静态时 ICQ0，所以效率较高。通过理论计算说明在功放极限运用时（UomVcc），=785%，它比甲类放大器的理想最高效率50提高了很多。这个结论是假定互补对称电路工作在乙类、忽略管子的饱和压降和输入信号足够大情况下得来的，实际效率比这个数值要低些OTL乙类推挽功率放大电路及工作原理电路模型工作条件静态特征（1）单电源供电（2）C是输出耦合电客（一般为几百几千微法）（3）VT1和VT2两管参数对称。（1）=静态时，OTL电路中VT1和VT2是串联的。又因两管对称，所以两发射极连接点Q的直流电位（对地
6、电压）=VCC/2（若不满足此要求，可通过调整电路元件参数达到）。（2）ICQ1=ICQ2=0（乙类）电路原理（为简化分析，设晶体管的死区电压为零）C的容量取值较大的原因（1）C的容量大，则容抗小，可以减小耦合过程中的音频信号消耗（2）C的容量大，相对充电量大，才能使C在VT1截止时充当VT2工作的直流电源静态参数输入正半波信 号时 当Ui0时，两管基极电位上升，Q点电位以为基点跟随上升，因此VT1导通，VT2截止，等效电路如下图所示，由于C的耦合作用，负载上有正半波信号输出输入负半波信号时当Ui0时，两管基极电位下降，VT1截止，VT2导通，随着C放电时间的推移，Q点电位跟随下降。等效电路如
7、图所示，由于C的隔直、耦合作用，负载上有负半波信号输出合成在有正弦信号输入时，VT1、VT2轮流导通，交替工作。使流过负载的电流为完整的正弦信号如图所示交流功率输出OTL若工作在乙类状态，计算输出功率的方法和OCL电路是一致的。但要注意，对于OTL电路，施加在每个功放管上的电源电压实质上是，所以忽略晶体管饱和和压降的影响，在极限运用情况下，效率理论计算证明，OTL放大器的效率和OCL放大器是一致的四、测试功率放大电路基本参数（见实践项目）四、例题五、作业 1. OCL电路如图所示，已知Vcc=12V，RL = 8 ，vi为正弦电压。(1) 求在Vces = 0的情况下，电路的最大输出功率Pmax、效率和管耗PT。(2) 求每个管子的最大允许管耗PCM至少应为多少？2. OTL电路如图所示，已知Vcc=12V，RL = 8 ，vi为正弦电压。(1) 求在Vces = 0的情况下，电路的最大输出功率Pmax、效率和管耗PT。(2) 求每个管子的最大允许管耗PCM至少应为多少？
