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1、模模电电指指导导教程第三章功放教程第三章功放2024/9/21模电课件2功率放大器工作状功率放大器工作状态的分的分类 (2) 乙乙类(B类) 工作状工作状态 QiC饱和区和区截止区截止区uBE（b） 乙乙类功放的功放的转移特性移特性晶体管只在晶体管只在输入信号正半入信号正半周工作在放大区周工作在放大区(导通通) 晶体管晶体管导通角通角900 0t2024/9/21模电课件(3) 甲乙甲乙类(AB类) 工作状工作状态 晶晶体体管管在在信信号号的的大大半半周周期期间导通，通，导通角通角180090900 0t（c） 甲乙甲乙类功放的功放的转移特性移特性Q饱和区和区截止区截止区iCuBE2024/9
2、/21模电课件(4)丙丙类(C类) 工作状工作状态 Q饱和区和区截止区截止区iCuBE（d） 丙丙类功放的功放的转移特性移特性输出出信信号号电流流波波形形只只有有一一个个尖尖顶，导通角通角900 0t2024/9/21模电课件QECUCESIBQICEOICQUcemIcmUCEQEC / RcABODCIcmUCEQ+ICRLECUcem3甲甲类放大器的放大器的输出功率出功率 uCEiC（1）电源提供的平均功率源提供的平均功率PE为 PE =ECICQ 最大不失真最大不失真输出出电压的幅度的幅度 最大不失真最大不失真输出出电流的幅度流的幅度 RbRcC1+uce-+us-ECQ（3）甲）甲类
3、功放的最大效率功放的最大效率为 （2）电路路可可能能的的最最大大交交流流输出出功率功率POmax 实际上上由由于于饱和和压降降UCES和和穿穿透透电流流ICEO等等因因素素的的影影响响，甲甲类功放的最大效率功放的最大效率总是小于是小于25% 2024/9/21模电课件3甲甲类放大器的放大器的输出功率出功率 （4）晶体管的最大管耗）晶体管的最大管耗PTmax PTmax=PEPomin PT=PEPoRbRcC1+uce-+us-EC0 PTmax=PE=ECICQ 输入入信信号号为零零时，负载和和晶晶体体管管消消耗耗全全部部直直流流功功率率，晶晶体体管管的的管管耗耗最最大大；而而当当最最大大输
4、出出时，晶体管的管耗最小，晶体管的管耗最小，Rc为最最佳佳匹匹配配时，输出出功功率率才才有有可可能能达达到到最最大大交交流流输出出功率功率POmax。2024/9/21模电课件(2) 乙乙类(B类) 工作状工作状态 QiC饱和区和区截止区截止区uBE（b） 乙乙类功放的功放的转移特性移特性晶体管只在晶体管只在输入信号正半入信号正半周工作在放大区周工作在放大区(导通通) 晶体管晶体管导通角通角900 0t2024/9/21模电课件uiT2T1RL+uo-ECEEiO342 互互补推挽乙推挽乙类功率放大器功率放大器 1 电路的构成及原理路的构成及原理 （1） 电路路组成成 T1：与与RL射随器射随
5、器 T1T2：与与RL射随器射随器 NPNPNP管管互互补射射极极输出出器器（也也称称为OCL功放）功放） UBE1UBE2 静静态时ui=0 uo=0 （2）工作原理分析：）工作原理分析： iC1iC2当当信信号号处于于正正半半周周时，ui0，T1导通通 T2截止截止iC1输出出电压u0=ic1RLui 当当信信号号处于于负半半周周时，uiUBE1正跟随区正跟随区ui UCES (Uom)max ECD2024/9/21模电课件uCE1iC1iC2uCE2QAUCESUCESUomIomEC= -EE D所以一个周期的平均功率所以一个周期的平均功率损耗（管耗）耗（管耗）为 （2）单管最大平均
6、管耗管最大平均管耗PT1max T1管的瞬管的瞬时管管压降降 uCE1-EET2T1RL+uo-ECuiuCE1流流过T1管的瞬管的瞬时电流：流：uo=ECuoiC1ic1=uo / RL若若设输出出电压为u0=Uomsint ，则有有 平均管耗平均管耗PT1与与Iom是非是非线性关系性关系 如果令如果令dPT1 /dIom=0可求出：可求出：当当I0m =2EC /RL时，或，或U0m=2EC /0.63EC时 如如果果乙乙类互互补对称称电路路的的最最大大输出出功率功率P POmaxOmax= =10W10WP PT1maxT1max= =2W2W则具具体体在在电路路设计中中应选择最最大大管
7、管耗耗P PCMCM2W2W的晶体管的晶体管T T1 1和和T T2 2。2024/9/21模电课件（3 3）最大可能管耗）最大可能管耗( (最大瞬最大瞬时管耗管耗) ) 单管管T T1 1的瞬的瞬时功耗功耗为 P Pc c= = u uCE1 CE1 i iC1C1( (E EC C- i- iC1C1R RL L) )T2T1RL+uo-ECuiuoiC1uCE1=(=(E EC C- i- iC1C1R RL L) ) i iC1C1= =E EC Ci iC C - i- iC C2 2 R RL L 令令d dP Pc c / /d di iC C=0, =0, 可求得当可求得当 i
8、 iC C=E=EC C/ /2 2R RL L 时，单管最大可能管耗管最大可能管耗为 P PC C max max= =E EC C2 2 / / 2 2R RL L - E- EC C2 2/ /4 4R RL LP PC maxC max=0.5=0.5P POmax Omax P PC C max max= =E EC C2 2 / / 4 4R RL L 单管管T T1 1的的瞬瞬时功功耗耗为单管管最最大大可可能能管管耗耗是是最最大大输出功率的二分之一。出功率的二分之一。最最大大可可能能管管耗耗发生生在在负载线中点中点处。2024/9/21模电课件（4 4）直流）直流电源供源供给的最
9、大功率的最大功率P PEmaxEmax 电源源E EC C（或或E EE E）供供给T T1 1（或或T T2 2）的平均的平均电流流 ic1t电源供源供给的最大功率的最大功率为： Io mmax max (Iom) max (Uom) max RL UomuCE1iC1iC2uCE2QAUCESUCESIomEC= -EE DP PE max E max P Pomaxomax+2P+2PT1maxT1max 2024/9/21模电课件（5 5）最大效率）最大效率maxmax 实际效率效率（6 6）功率）功率BJTBJT管的管的选择 (1)(1)每只每只BJTBJT的最大允的最大允许管耗管耗
10、P PCMCM必必须大于大于P PT1maxT1max=0=02 2P Pomax omax 。 (2)(2)考考虑到到当当T T2 2接接近近饱和和导通通时，- -u uCE2 CE2 00，此此时T T1 1管管的的u uCE CE l l具具有最大有最大值，且等于，且等于2 2E EC C。因此，因此，应选用用BUBUCEOCEO22E EC C的管子的管子 (3)(3)通通过BJTBJT的的最最大大集集电极极电流流为E EC CR RL L，所所选BJTBJT的的I ICMCM一一般般不不宜低于此宜低于此值 maxmaxmaxmaxmaxmaxuiT2T1RL+uo-ECEEiOUom
11、uCE1iC1iC2uCE2QAUCESUCESIomEC= -EE D2024/9/21模电课件例例3 35 5 功功放放电路路如如图所所示示，设E EC C12V12V，R RL L=8 =8 ，BJTBJT的的极极限限参参数数为I ICMCM=2A=2A，BUBUCEO CEO =30V=30V，P PCM CM =5W=5W。试求求：(1)(1)最最大大输出出功功率率P Pomaxomax值，并并检验所所给BJTBJT是是否否能能安安全全工工作作? ? (2)(2)放放大大电路路在在0 06 6时的的输出功率出功率P Po o值 uiT2T1RL+uo-ECEEiO解：解：(1)(1)
12、求求P Pomaxomax 最大集最大集电极极电流流 CECE极极间最大最大压降降 最大管耗最大管耗 I ICMCM=2A=2ABUBUCEO CEO =30V=30V P PCM CM =5W=5W能安全工作能安全工作UomuCE1iC1iC2uCE2QAUCESUCESIomEC= -EE D2024/9/21模电课件作作业：P132 3.13 3.14 2024/9/21模电课件RR+UD1_+UD1_T2T1RL+uo-EC-EEiOui3 34 43 3 其他乙其他乙类推挽功率放大器推挽功率放大器 +uo-RLECuiRb1Rb1T2T1Re1 1变压器耦合推挽功放器耦合推挽功放 （
13、1 1）电路路结构构 T T1 1和和T T2 2 NPN NPN 同型号、相同特性同型号、相同特性T1T2ECRb1Rb1基极偏置基极偏置电路路E EC C, ,R Rblbl和和R Rb b 消除交越失真消除交越失真T T1 1和和T T2 2工作在甲乙工作在甲乙类状状态 T Tr1r1ui1ui2T Tr2r2u u1 1/ /u uL L= =N N1 1/N/N2 2 i ic1c1/i/iL L=N=N2 2 /N/N1 1 设变压器器T Tr2r2的的初初级绕组总匝匝数数为2 2N N1 1，次次级绕组匝数匝数为N N2 2 u ui1i1= -u= -ui2i2 u u1 1
14、/ i/ ic1c1 =(N =(N1 1/N/N2 2) )2 2u uL L / i/ iL L 令：令：u u1 1/i/ic1c1=R=RL L RRL1L1 u uL L /i/iL L= R= RL L R RL L 负载R RL L折合到初折合到初级绕组上半部分的等效上半部分的等效电阻阻RRL1L1 RL1RL2RRL1L1= =(N(N1 1/ /N N2 2) )2 2R RL L RRL2L2= =(N(N1 1/ /N N2 2) )2 2R RL L T Tr2r2具具有有阻阻抗抗变换的的作作 用用 , ,可可 通通 过 调 节N1N1/ /N2N2来来实现最最佳佳负载
15、阻阻抗抗RRL L，得得到到最最大不失真功率大不失真功率 2024/9/21模电课件+uo-RLECuiRb1Rb1T2T1Re（2）工作原理分析）工作原理分析 ui1ui2iC1iC2iLuiui1ui2iC1iC2iLuo体体积大大、价价格格贵、低低频响响应差差、本本身身有有损耗耗，而而且且由由于于漏漏感感和和寄寄生生电容容的的存存在在，使使经过变压器器引引入入深深度度负反反馈时极极易易引引起起自自激激振振荡。 2024/9/21模电课件uiT2T1RL+uo-ECRReT12单电源互源互补推挽功放推挽功放 RcR1R2uo1T1、R1 、R2和和Rc 、Re为前置放大器前置放大器 RR
16、、D1、D2为T2和和T3基基极极提提供供偏置减小交越失真偏置减小交越失真静静态时，CEC/2T2T1uo1ECC C被充被充电至至E EC C2 2 EC/2EC/2-EC /2RLOTLOTL功放功放 uCE1iC1iC2uCE2QAUCESUCESIomEC= -EE DE EC C2 2 2024/9/21模电课件T2T1RL+uo-ECui-ECT2T1RL+uo-ECuiCOTLOTL功放功放 OCLOCL功放功放 大大电容，容，单电源源 无无电容，双容，双电源源 2024/9/21模电课件T2T1RL+uo-ECui-ECT2T1RL+uo-ECuiC2024/9/21模电课件3
17、44 达林达林顿组态( (也称复合管）也称复合管） T2T1iB1iB2iE1iC1iC2iE2iB2iB1iE2iC2iE1正确的复合管正确的复合管应该满足以下几个条件：足以下几个条件：内部内部电极相极相连处不能造成不能造成电流流向的冲突。流流向的冲突。 两两进一出一出为NPN，一一进两出两出为PNPTCBET2T1iC1TCBE2024/9/21模电课件T2T1iB1iB2iE1iC1iC2iE2CBET正确的复合管正确的复合管应该满足以下几个条件：足以下几个条件：内部内部电极相极相连处不能造成不能造成电流流向的冲突。流流向的冲突。 两两进一出一出为NPN，一一进两出两出为PNPT2T1iB1iC1iE1iE2iB2iC2EBCT2024/9/21模电课件T2T1T2T1T2T1T2T1TTTT2024/9/21模电课件作作业：P132 3.16
