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1、第第5章章功功率率放放大大电电路路5.1 功率放大电路的几个问题功率放大电路的几个问题5.2 几种常见的功率放大电路几种常见的功率放大电路5.3 D类功率放大电路简介类功率放大电路简介5.4 集成功率放大器及其应用集成功率放大器及其应用 5.1功率放大功率放大电路的几个路的几个问题5.1.1 功功率率放放大大电路路的的特特点点及及主主要要技技术指指标(1) 输出功率要足出功率要足够大大最最大大输出出功功率率POM是是指指在在正正弦弦输入入信信号号下下，输出出波波形形不不超超过规定定的的非非线性性失失真真指指标时，放放大大电路路最最大大输出出电压和和最最大大输出出电流有效流有效值的乘的乘积。（2
2、）效率要高）效率要高 （3）尽量减小非）尽量减小非线性失真性失真（4）分析估算采用）分析估算采用图解法解法（5）功放中晶体管常工作在极限状）功放中晶体管常工作在极限状态5.1.2 功率放大功率放大电路工作状路工作状态的分的分类功功率率放放大大电路路按按其其晶晶体体管管导通通时间的的不不同，可分同，可分为甲甲类、乙、乙类、甲乙、甲乙类和丙和丙类等。等。四四类功放的工作状功放的工作状态示意示意图如如图5.1所示。所示。图图5.15.1四四四四类类功率放大功率放大功率放大功率放大电电路工作状路工作状路工作状路工作状态态示意示意示意示意图图5.2几种常几种常见的功率放大的功率放大电路路5.2.1 OC
3、L乙乙类互互补对称功率放大称功率放大电路路1.电路路组成和工作原理成和工作原理 VT1、VT2分分别为NPN型型和和PNP型型晶晶体体管管，要要求求VT1和和VT2管管特特性性对称称，并并且且正正负电源源对称。称。图图图图5.25.2OCLOCL乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路 电电路路在在静静态态时时管管子子不不取取电电流流，而而在在有有信信号号时时，VT1和和VT2轮轮流流导导电电，交交替替工工作作，使使流流过过负负载载RL的的电电流流为为一一完完整整的的正正弦弦信信号号。由由于于两两个个不不同同极极性性的的管管子子互互补补对
4、对方方的的不不足足，工工作作性性能能对对称称，所所以以这这种种电电路路通通常常称为互补对称式功率放大电路。称为互补对称式功率放大电路。图5.3 电压和电流波形图 2.性能指标估算性能指标估算 OCL乙类互补对称功率放大电路的图乙类互补对称功率放大电路的图解分析如图解分析如图5.4所示。所示。图5.4 OCL乙类互补对称功率放大电路的图解分析 （1）输出功率出功率Po（2）效率）效率（3）单管最大平均管耗管最大平均管耗PT1max3.选管原管原则（1）每每只只晶晶体体管管的的最最大大允允许管管耗耗（或或集集电极功率极功率损耗）耗）PCM必必须大于大于PT1max=0.2Pomax；（2）考考虑到
5、到当当T2接接近近饱和和导通通时，忽忽略略饱和和压降降，此此时VT1管管的的uCE1具具有有最最大大值，且且等等于于2UCC。因此，。因此，应选用用UCEO2UCC的管子。的管子。（3）通通过晶晶体体管管的的最最大大集集电极极电流流约为UCC/RL，所，所选晶体管的晶体管的ICM一般不宜低于此一般不宜低于此值。5.2.2 OCL甲乙甲乙类互互补对称功率放大称功率放大电路路在在输入入电压较小小时，存存在在一一小小段段死死区区，此此段段输出出电压与与输入入电压不不存存在在线性性关关系系，产生生了了失失真真。由由于于这种种失失真真出出现在在通通过零零值处，故故称称为交交越越失失真真。交交越越失失真真
6、波波形形如如图5.5所示。所示。图图图图5.55.5互补对称功率放大电路的交越失真互补对称功率放大电路的交越失真互补对称功率放大电路的交越失真互补对称功率放大电路的交越失真为减小交越失真，改善输出波形，通为减小交越失真，改善输出波形，通常设法使晶体管在静态时有一个较小的基常设法使晶体管在静态时有一个较小的基极电流，以避免当极电流，以避免当ui幅度较小时两个晶体幅度较小时两个晶体管同时截止。如图管同时截止。如图5.6所示。所示。图5.6 典型OCL甲乙类互补对称功放电路 由图由图5.7还可以看出，此时每管还可以看出，此时每管的导通时间略大于半个周期，而小的导通时间略大于半个周期，而小于一个周期，
7、故这种电路称为于一个周期，故这种电路称为OCL甲乙类互补对称功率放大电路。甲乙类互补对称功率放大电路。图5.7 OCL甲乙类互补对称功放电路波形图 5.2.3 OTL甲乙甲乙类互互补对称功率放大称功率放大电路路无无 输 出出 变 压 器器 电 路路 、 OTL(OutputTransformerLess)电路。路。 OTL功功放放的的工工作作原原理理与与OCL功功放放相相同同。只只要要把把图图5.4中中Q点点的的横横坐坐标标改改为为UCC/2，并并用用UCC/2取取代代OCL功功放放有有关关公公式式中中的的UCC，就可以估算就可以估算OTL功放的各类指标。功放的各类指标。图图图图5.85.8典
8、型典型典型典型OTLOTL甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路 5.2.4 采用复合管的互采用复合管的互补功率放大功率放大电路路由由复复合合管管组成成的的互互补功功率率放放大大电路路如如图5.9所所示示。图中中，要要求求VT3和和VT4既既要要互互补又又要要对称称，对于于NPN型型和和PNP型型两两种种大大功功率管来率管来说，一般比，一般比较难以以实现。图5.9复合管互复合管互补对称称电路路为此此，最最好好选VT3和和VT4是是同同一一型型号号的的管管子子，通通过复复合合管管的的接接法法来来实现互互补，这样组成成的的电路路称称
9、为准准互互补电路路，如如图5.10所示。所示。图图5.10准互补对称电路准互补对称电路5.3D类功率放大功率放大电路路简介介晶晶体体管管D类功功率率放放大大电路路由由两两个个晶晶体体管管组成成，它它们轮流流导电来来完完成成功功率率放放大大任任务。控控制制晶晶体体管管工工作作于于开开关关状状态的的激激励励电压波波形形可可以以是是正正弦弦波波，也也可可以以是是方方波波。晶晶体体管管D类功功率率放放大大电路路有有两两种种类型型的的电路路：一一种种是是电流流开开关关型型；另另一一种种是是电压开开关关型型。它它们的典型的典型电路分路分别如如图5.11、5.12所示。所示。图5.11电流开关型流开关型图图
10、5.12电压开关型电压开关型在在电流流开开关关型型电路路中中，两两管管推推挽挽工工作作，电源源UCC通通过大大电感感L供供给一一个个恒恒定定电流流ICC。两两管管轮流流导电（饱和和），因因而而回回路路电流方向也随之流方向也随之轮流改流改变。在电压开关型电路中，两管是与电源在电压开关型电路中，两管是与电源电压电压UCC串联的。串联的。5.4集成功率放大器及其应用集成功率放大器及其应用集成功放的种类很多，从用途划分，集成功放的种类很多，从用途划分，有通用型功放和专用型功放。从芯片内有通用型功放和专用型功放。从芯片内部的构成划分，有单通道功放和双通道部的构成划分，有单通道功放和双通道功放。从输出功率
11、划分，有小功率功放功放。从输出功率划分，有小功率功放和大功率功放等。和大功率功放等。1.LM386内部内部电路路 LM386电路简单，通用性强，是目前电路简单，通用性强，是目前应用较广的一种小功率集成功放。它具有应用较广的一种小功率集成功放。它具有电源电压范围宽、功耗低、频带宽等优点，电源电压范围宽、功耗低、频带宽等优点，输出功率输出功率0.30.7W，最大可达，最大可达2W。 LM386的的内内部部电路路原原理理图如如图5.13所所示示，图5.14所所示示是是其其引引脚脚排排列列图，封封装装形形式式为双列直插。双列直插。图5.13LM386内部内部电路原理路原理图图5.14LM386引脚排列引脚排列图2.LM386的典型的典型应用用电路路图图5.15所示为所示为LM386的典型应用电路。的典型应用电路。图5.15 LM386典型应用电路
