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1、1第第8章章功率放大电路功率放大电路第第8章章功率放大电路功率放大电路8.1功率放大电路的特点与分类功率放大电路的特点与分类8.3互补推挽乙类功率放大电路互补推挽乙类功率放大电路吭幼糙主口库妹焦吨糖誓睹如单刚牙犯肃蜗茨芳谱怒碘曰癸重泞啃纸脉填第八章功率放大电路第八章功率放大电路2第第8章章功率放大电路功率放大电路8.1功率放大电路的特点与分类功率放大电路的特点与分类以提供负载足够大的功率为主要目的的放大器，称为以提供负载足够大的功率为主要目的的放大器，称为功率放大器。功率放大器。从能量控制的观点来看，从能量控制的观点来看，功率放大器和电压放大器功率放大器和电压放大器没有本质的区别没有本质的区别
2、。但是，两者所要。但是，两者所要完成的任务不同完成的任务不同。电电压放大器压放大器的主要要求是使负载得到不失真的电压信号，的主要要求是使负载得到不失真的电压信号，讨论的主要指标是电压放大倍数、输入和输出电阻等，讨论的主要指标是电压放大倍数、输入和输出电阻等，输出功率并不一定大。而输出功率并不一定大。而功率放大器功率放大器则不同，它主要要则不同，它主要要求获得一定的不失真的输出功率，通常是在大信号状态求获得一定的不失真的输出功率，通常是在大信号状态下工作，因此，功率放大器包含着一系列电压放大器中下工作，因此，功率放大器包含着一系列电压放大器中没有过的特殊问题。没有过的特殊问题。桅姆宿倪铝姑凶烟壬
3、爹件抠踢桓撵院清型甚肮献口景缝市摔伍拈缩模靖缔第八章功率放大电路第八章功率放大电路3第第8章章功率放大电路功率放大电路1.功率放大电路的特点功率放大电路的特点(1)输出功率尽可能大。输出功率尽可能大。晶体管常常在接近极限运用状态下工作。晶体管常常在接近极限运用状态下工作。(2)能量转换效率要高。能量转换效率要高。效效率率为为负负载载所所得得到到的的有有用用信信号号功功率率和和电电源源供供给给的的直直流功率的比值。一般输出电流都比较大。流功率的比值。一般输出电流都比较大。(3)非线性失真要小非线性失真要小。放大器工作在大信号下，不可避免地会产生非线性失真，放大器工作在大信号下，不可避免地会产生非
4、线性失真，而且对同一功放管输出功率越大，则非线性失真越严重。而且对同一功放管输出功率越大，则非线性失真越严重。所以输出功率和非线性失真成为一对主要矛盾。所以输出功率和非线性失真成为一对主要矛盾。翔皖埂驶舟翁晾嚏虎炎沛契侮拾尿琅焰暗渭烃村传港跪筷筐忽啸奉蔡鞠惟第八章功率放大电路第八章功率放大电路4第第8章章功率放大电路功率放大电路(4)要考虑功放要考虑功放管的安全工作的问题管的安全工作的问题。(5)以图解法为主要的分析方法以图解法为主要的分析方法。注意：注意：因为在大信号下工作，所以小信号等效电路模型不因为在大信号下工作，所以小信号等效电路模型不再适用。再适用。改柔轿座获骂忍谁脐湘迷跌怔兵腹哨证
5、羽坝鹏掀破笼铃爹宰挞冗贯文娄悉第八章功率放大电路第八章功率放大电路5第第8章章功率放大电路功率放大电路2.工作状态分类（工作状态分类（根据根据直流工作点直流工作点的位置不同的位置不同）甲类（甲类（A类）：类）：工作点工作点Q设在设在放大区放大区，对于输入，对于输入信号为正弦波的整个周期内信号为正弦波的整个周期内ic 0，即三极管在整，即三极管在整个周期都导通。因此导通角个周期都导通。因此导通角 = 。(a)甲甲类类(导通角为导通角为180)枚备耶叙遁棍徐剧撩酪典酒甭擦象篡贮剧拾巩蔷硷滥母侯声葵络臆感惩埠第八章功率放大电路第八章功率放大电路6第第8章章功率放大电路功率放大电路乙类（乙类（B类）：
6、工作点选在类）：工作点选在截止点截止点，ICQ=0，因此只，因此只有在输入信号的半个周期内有有在输入信号的半个周期内有ic，导通角，导通角 = /2。(b)乙乙类类(导通角为导通角为90)袍诛论醇春诊酪综鸯产贡过馁英真爆攻茧类陷吐鞋壁娇芍始揩甭魁捡通侥第八章功率放大电路第八章功率放大电路7第第8章章功率放大电路功率放大电路(c)丙类丙类(导通角导通角90)丙类（丙类（C类）：类）：Q点在选在截止区以内，晶体管只有点在选在截止区以内，晶体管只有不到半周导通（导通角小于不到半周导通（导通角小于90o）,导通角导通角0 /2。鬼锹钩拱吧隔精睁拐灸崇汰谤郎均暂笆拥炳词嘉稽赢盎逼缺厅煌乘交享惜第八章功率
7、放大电路第八章功率放大电路8第第8章章功率放大电路功率放大电路甲乙类（甲乙类（AB类）类）：工作点选在放大区中靠：工作点选在放大区中靠近截止区的地方，导通角近截止区的地方，导通角 /2 0。ui为负半周时，为负半周时，V1截止；截止；V2导通。导通。iC2流出负载流出负载uo0。忘浴毙教蒸头高武俭然抿珐捐抵峦污勤丝雹族任穴顷遂杜献菩豺享苫捐疤第八章功率放大电路第八章功率放大电路18第第8章章功率放大电路功率放大电路图图8.3.1互补推挽乙类功率放大电路的原理电路互补推挽乙类功率放大电路的原理电路 该电路具有以下特点该电路具有以下特点: :（1 1）电源静态功耗为零；（）电源静态功耗为零；（V
8、V1 1、V V2 2截止）截止）（2）两只晶体管交替导通，合成一个不失真的输出信号）两只晶体管交替导通，合成一个不失真的输出信号;（3）带负载能力强。（）带负载能力强。（CC组态）组态）淡少浊思羽省矮米擦括瞬博旗诺库礼门滞氮袖讼算靴亦鸡涪谨矽灿北油圆第八章功率放大电路第八章功率放大电路19第第8章章功率放大电路功率放大电路2.功率与效率的计算功率与效率的计算电路的负载线和工作点位置如图电路的负载线和工作点位置如图8.3.2所示。所示。图图8.3.2互补推挽乙类功放的输出特性互补推挽乙类功放的输出特性(a)V1的输出特性；的输出特性；(b)V2的输出特性的输出特性领嫩叮聋尼砍穆貉烛钥闷恼娶蕾草
9、讯窍氦哦募裙棉抛零谎工曝胎畸爱瑞郁第八章功率放大电路第八章功率放大电路20第第8章章功率放大电路功率放大电路图图8.3.2互补推挽乙类功放的输出特性互补推挽乙类功放的输出特性(c)组合输出特性组合输出特性爷取扯揍节痰择哎沏荚离漱隙椭改碎举夏质圈判他酉凳整砌帕搂内蛤萌铭第八章功率放大电路第八章功率放大电路21第第8章章功率放大电路功率放大电路(1)输出交流功率输出交流功率PoV1、V2为半周工作，但负载电流却是完整的正弦波。为半周工作，但负载电流却是完整的正弦波。令令，称之为电压利用系数，那么式称之为电压利用系数，那么式(8.3.3)可改写为可改写为(8.3.3)信信号号越越大大，Uo增增大大，
10、电电压压利利用用率率也也增增大大。若若忽忽略略集电极饱和电压，则最大集电极饱和电压，则最大=1，故最大输出功率，故最大输出功率Pom为为(8.3.5)(8.3.4)狰医草抄掣磅斥醇臣裙虚耿典勇哥谦版柄绅拷由泻街组螟喜隙蛋孙独武粤第八章功率放大电路第八章功率放大电路22第第8章章功率放大电路功率放大电路(2)电源提供的功率电源提供的功率PE有信号输入时，两个晶体管轮流工作半个周期，每个有信号输入时，两个晶体管轮流工作半个周期，每个晶体管的集电极电流平均值为晶体管的集电极电流平均值为当信号最大时，当信号最大时，UomUCC，所以电源输出的最大功率为，所以电源输出的最大功率为(8.3.8)（8-3-
11、6）由于每个电源只提供半个周期的电流，所以两组电由于每个电源只提供半个周期的电流，所以两组电源供给的总功率为源供给的总功率为（8-3-7）琐勇拾筛钥颗拯苏艇一峙奸球喉圣虐耐侨售道挥和谚镐顿氢臆炯痊坞燥乞第八章功率放大电路第八章功率放大电路23第第8章章功率放大电路功率放大电路(3)每管转换能量的效率每管转换能量的效率 (8.3.9)当输出信号最大时，当输出信号最大时，=1，效率达到最高：，效率达到最高：可见，乙类工作的效率远比甲类的高。可见，乙类工作的效率远比甲类的高。隙彝竟迎砸兹达诊视失嘛俭淳姓衣了智僳隅觉烫侠渗堕拂德沸历轧睛晾赫第八章功率放大电路第八章功率放大电路24第第8章章功率放大电路
12、功率放大电路(4)每个管子损耗每个管子损耗PT可可见见，每每个个管管子子的的损损耗耗PT是是输输出出信信号号振振幅幅的的函函数。将数。将PT对对Uom求导，可得出最大管耗求导，可得出最大管耗PTm。令。令得出，当得出，当时，每管的损耗最大：时，每管的损耗最大：吃勉到嘱疯尽颤贡单绝龚禾版挑考履返供绿婶侄度灯愈尾耘至舰孩似圈孽第八章功率放大电路第八章功率放大电路25第第8章章功率放大电路功率放大电路重要结论重要结论，即，即PTm与最大输出功率的关系为与最大输出功率的关系为(8.3.13)式式(8.3.13)提提供供了了选选择择功功率率管管功功耗耗的的依依据据。例例如如，负负载载要要求求的的最最大大
13、功功率率Pom=10W，那那么么只只要要选选一一个个功功耗耗PTm大于大于0.2Pom=2W的功率管就行了。的功率管就行了。键酗童锑劳筑择稼溢党晶鲤拥惺味祸毯窗钎纲赂窒坷慈泰篷钥欧泣昭交猿第八章功率放大电路第八章功率放大电路26第第8章章功率放大电路功率放大电路3.选择功率管选择功率管为为保保证证晶晶体体功功率率管管的的安安全全和和输输出出功功率率的的要要求求，电电源及输出功率管参数的选择原则如下：源及输出功率管参数的选择原则如下：(1)已知已知Pom及及RL，选，选UCC，则，则(819)(2)已知已知Pom，选择管子允许的最大功耗，选择管子允许的最大功耗PCM。管子允许的最大功耗管子允许的
14、最大功耗(8.3.16)伐卉彤膘庞瞳傣抡雌袜噬茁汪琴斥翰鹃祭蔽苏叉寄侨颠钠励哦拈馋羽湃田第八章功率放大电路第八章功率放大电路27第第8章章功率放大电路功率放大电路(3)管子的击穿电压管子的击穿电压U(BR)CEO。当信号最大时，一管趋于饱和，而另一管趋于截当信号最大时，一管趋于饱和，而另一管趋于截止，截止管承受的最大反压为止，截止管承受的最大反压为UCC+|UEE|=2UCC，所以，所以(4)管子允许的最大电流管子允许的最大电流ICM。(8.3.14)(8.3.15)辉卫拳嫩滩萨篡暇矽炽焕涩褂画丘拜蔽触熟才雨该蓉适底弛健霹攒厂夷彬第八章功率放大电路第八章功率放大电路28第第8章章功率放大电路功
15、率放大电路4.乙类互补推挽功率放大电路的交越失真乙类互补推挽功率放大电路的交越失真图图8.3.4交越失真交越失真格易骑耽辊吱板铭木匣睛扎恋染席铃妊纷叼督恤届惨恃缝耶幌税挣读鬼供第八章功率放大电路第八章功率放大电路29第第8章章功率放大电路功率放大电路图图8.3.5消除交越失真的互补推挽电路消除交越失真的互补推挽电路(a)利用二极管提供偏置利用二极管提供偏置(b)利用晶体管恒压源提供偏置利用晶体管恒压源提供偏置碌挛碰朽段绿瞳吁譬待唤颅眩啥遂猖矢金潮只妆诅暗溜肮席谈习慰室回桌第八章功率放大电路第八章功率放大电路30第第8章章功率放大电路功率放大电路图图8.3.6引入偏置后的合成转移特性曲线及合成波
16、形引入偏置后的合成转移特性曲线及合成波形牢形违心搭转嫁蹿请干蚌磺卤崇氖捌港坑历滁寥斌横勋弗瘴居较菲必支裔第八章功率放大电路第八章功率放大电路31第第8章章功率放大电路功率放大电路凶逾徽篙谈渍忧甸近磐囊编霍舰韵澳屏侧席艳鸭维喷汝垢哈排芳频琅覆潭第八章功率放大电路第八章功率放大电路32第第8章章功率放大电路功率放大电路图图8.3.7例例8.3.1图图冠痹就妆凋纱析涤赫芜埂驯堕抵褪赁怯峪抬灵害疫锡妮丑崔昆锥橡控饺菱第八章功率放大电路第八章功率放大电路33第第8章章功率放大电路功率放大电路解解（1）由式（）由式（8-3-3）知）知由式（由式（8-3-7）知）知由式（由式（8-3-10）知）知咙榷背谐叠
17、勘当辣刮买缄褂跑扼损榴劝龟炯弱谗娜伸促来今兆枯桐伺冰募第八章功率放大电路第八章功率放大电路34第第8章章功率放大电路功率放大电路（2）当输出电压振幅）当输出电压振幅时，输出功率达到最大时，输出功率达到最大（3）由式（）由式（8-3-12）得）得圃讫蛰喧抑衅喉渔耪镣弥裕县焙鹊椰婪要宫赎科茁淆亏根椅氓晓捎仿窃睫第八章功率放大电路第八章功率放大电路35第第8章章功率放大电路功率放大电路8.3.2单电源互补推挽乙类功率放大电路单电源互补推挽乙类功率放大电路电路如图电路如图8.3.8所示。所示。由由图图可可见见，静静态态时时，电电容容C的的直直流流电电位位为为UCC/2，当当V1导导通通、V2截截止止时
18、时，V1给给负负载载RL提提供供电电流流；而而当当V1截截止止、V2导导通通时时，电电容容C充充当当V2的的电电源源，只只要要C足足够够大大，在在信信号号变变化化一周内，电容电压可以保持基本恒定一周内，电容电压可以保持基本恒定UCC/2。负载得到的交流电压振幅的最大值为负载得到的交流电压振幅的最大值为负载得到的最大交流功率负载得到的最大交流功率Pom为为(8.3.19)伏盂腻竖鱼醒春妮语座纹激瞻担烃判土份摔云窄哇罚熊凳发骏搓蜀寺芹刽第八章功率放大电路第八章功率放大电路36第第8章章功率放大电路功率放大电路图图8.3.8单电源互补推挽乙类功率放大电路单电源互补推挽乙类功率放大电路电源提供的功率电源提供的功率(8.3.20)锑祝株那赃勃怯闺脯侧九闪硫骡越佛部湿琢秩潦穷邹廓黄锻棉痪草签检觅第八章功率放大电路第八章功率放大电路37第第8章章功率放大电路功率放大电路作作 业业8.28.8房祥绸震再槽梳姻叫庸醒瘁骨嘴局薪语榴害坪美酬滋贷族皑妄侈俯培要寐第八章功率放大电路第八章功率放大电路
