第7章功率放大電路習題與解答

1、1.選擇題。(1)功率放大電路的轉(zhuǎn)換效率是指。A.輸出功率與晶體管所消耗的功率之比B.輸出功率與電源提供的平均功率之比C.晶體管所消耗的功率與電源提供的平均功率之比(2)乙類功率放大電路的輸出電壓信號波形存在。A.飽和失真B.交越失真C.截止失真乙類雙電源互補對稱功率放大電路中，若最大輸出功率為2W,則電路中功放管的集電極最大功耗約為。A.0.1WB,0.4WC.0.2W(4)在選擇功放電路中的晶體管時，應(yīng)當特別注意的參數(shù)有。A.3B.1cmC.ICBOD.U(BR)CEOE.Pcm(5)乙類雙電源互補對稱功率放大電路的轉(zhuǎn)換效率理論上最高可達到。A.25%B.50%C.78.5%(6)乙類互補

2、功放電路中的交越失真，實質(zhì)上就是。A.線性失真B.飽和失真C.截止失真(7)功放電路的能量轉(zhuǎn)換效率主要與有關(guān)。A.電源供給的直流功率B.電路輸出信號最大功率C.電路的類型解：(1)B(2)B(3)B(4)BDE(5)C(6)C(7)C2.如圖7.19所示電路中，設(shè)BJT的3=100,Ube=0.7V,Uces=0.5V,Iceo=0,電容C對交流可視為短路。輸入信號U為正弦波。計算電路可能達到的最大不失真輸出功率Pom?(2)此時Rb應(yīng)調(diào)節(jié)到什么數(shù)值？此時電路的效率r=?解：(1)先求輸出信號的最大不失真幅值。由解題2圖可知：uo=U0q+Uomsinwt由UOQ+uomWcc與UOQUom至

3、UCES可知:2UomVcc-UcES即有Uom0.2Pom=0.2X9=1.8W每個管子承受的最大電壓為2Vcc,所以每個管子的耐壓Iu(br)ceo2Vcc=24V(2)當輸出功率達到最大時，電源供給的功率Pv2VCC(Vcc-UCES)2VCCPV=ccccCESL=_2c=1146W71pL哄當輸出功率最大時的輸入電壓幅值UimfcVcc=12V。則有效值為ui=Uim8.49V2VccQ圖7.20VCC題3、4圖4.電路如圖7.20所示，已知Vcc=15V,Rl=16Q,Ui為正弦波。在輸入信號Ui=8V(有效值)時，電路的輸出功率、管耗、直流電源供給的功率和效率?(2)當輸入信號幅

4、值(3)當輸入信號幅值解：(1)在輸入信號電路的輸出功率為Uim=Vcc=15V時，電路的輸出功率、管耗、直流電源供給的功率和效率?Uim=Vcc=20V時，電路的輸出會發(fā)生什么現(xiàn)象？Ui=8V(有效值)時，輸出信號的振幅Uom=8/2v,則2Po=U=4W2Rl電路的兩個晶體管管耗相等,直流電源供給的功率電路的效率總管耗為D_2VccUomPt=tRD2VccUomPv二-U=2.75W2Rl=6.75W島二旦.Um=59.2%R4Vcc(2)在輸入信號幅值Uim=Vcc=15V時，輸出信號的振幅亦可達到Uom=15V,接近電源電壓。電路的輸出功率可以達到最大值。2電路的輸出功率為Po=U0

5、m=7.03W2Rl電路的兩個晶體管管耗相等，總管耗為2PT=2VccUom-Uom=1.93WtR2Rl直流電源供給的功率Pv=2VccU0m=8.96WtRl電路的效率=且=-5m78.5%R4Vcc(3)當輸入信號幅值Uim=Vcc=20V時，電路的輸出會發(fā)生失真。5.在圖7.21所示電路中，已知Vcc=16V,Rl=4Q,Ti和T2管的飽和管壓降IUces=2V,輸入電壓足夠大。最大輸出功率Pom和效率刀各為多少？(2)晶體管的最大功耗解：(1)最大輸出功率PTmax為多少?Pom為一、2(VCCTUCES)二2K=24.5W(2)每個晶體管的最大功耗Po兀Um兀Vcc-|Uces|二

6、二00.09%Pv4Vcc4VccPTmax為2rVCC2r-，PTmax=母=Rm：0.2巳刀=4.9W兀R.兀6.在圖7.22所示電路中，已知Vcc=15V,一和T2管的飽和管壓降IUces足夠大。=2V,輸入電壓(1)最大不失真輸出電壓的有效值？(2)負載電阻Rl上電流的最大值?(3)最大輸出功率Pom和效率出Tr0”CCRij-Vcc圖7.22題6圖解：(1)最大不失真輸出電壓有效值為UoR4Rl(Vcc-UCES)三8.65V(2)負載電流最大值iLmaxVccUces:1.53AR4Rl(3)最大輸出功率和效率分別為PomU；Uo2：9.35W2RRl二VVcc-5-Ur464%V

7、CC7.一帶前置推動級的甲乙類雙電源互補對稱功放電路如圖7.23所示，圖中Vcc=20V,Rl=8Q,T1和T2管的UcES=2V。當T3管輸出信號Uo3=10V（有效值）時，計算電路的輸出功率、管耗、直流電源供給的功率和效率？（2）計算該電路的最大不失真輸出功率、效率和達到最大不失真輸出時所需Uo3的有效值?解：（1）該電路由兩級放大電路組成，其中T3管電路為推動級，T1與T2管組成互補對稱功放電路。T3管的輸出信號Uo3就是功放電路的輸入信號電壓。故當Uo3=10V（有效值）時，電路的輸出功率為：直流電源供給的功率為:總管耗為:效率為:22口UoUo3Po=RlRl_2VccUomR-10

8、-=12.5W8220.21022.5W3.148pt=pV-po=iowP12.5=100%55.6%PV22.5（2）該電路的最大不失真輸出功率為：(VCC|Uces)Em-2Rl2-=20.25W直流電源供給的功率為:口2VccUomPV二tRl2VCC(VCC-|UCES)二；RL=28.66W效率為：所需的Uo3的有效值為:P20.25=100%70.7%PV28.66U03=U0m.2VcC-UCES=12.73V8.一乙類單電源互補對稱(弦波，Rl=8QOTL)電路如圖7.24(a)所示，設(shè)Ti和丁2的特性完全對稱,ui為正靜態(tài)時，電容C兩端的電壓應(yīng)是多少？(2)若管子的飽和壓降

9、Uces可以忽略不計。忽略交越失真，當最大不失真輸出功率可達到9W時,電源電壓VCC至少應(yīng)為多少？為了消除該電路的交越失真，電路修改為圖越失真，應(yīng)調(diào)整哪一個電阻？如何調(diào)？7.24(b)所示，若此修改電路實際運行中還存在交(b)C+計Tl-1+uiCj2nRu0I-一工(a)7.24解：(1)靜態(tài)時，電容C兩端的電壓應(yīng)是Vcc/2。(2)若管子的飽和壓降Uces可以忽略不計。忽略交越失真，最大不失真輸出功率為22Uom.VccP=-om2Rl8R當最大不失真輸出功率Pom達到9W時,電源至少應(yīng)為Vcc=24V。(3)圖7.24(b)所示，若此修改電路在實際運行中還存在交越失真，應(yīng)調(diào)整電阻R3,使

10、該電阻增大,從而消除交越失真。9,在圖7.25所示電路中，已知Vcc=15V,Ti和T2管的飽和管壓降IUces=1V,集成運放的最大輸出電壓幅值為土13V,二極管的導(dǎo)通電壓為0.7V。(1)若輸入電壓幅值足夠大，則電路的最大輸出功率為多少？(2)為了提高輸入電阻，穩(wěn)定輸出電壓，且減小非線性失真，應(yīng)引入哪種組態(tài)的交流負反饋？在電路中畫出反饋電路。若Ui=0,1V時，U0=5V,則反饋網(wǎng)絡(luò)中電阻的取值約為多少？圖7.25題9圖解：(1)輸出電壓幅值和最大輸出功率分別為UOmax,13VRm=(umax2)：10.6WRl(2)應(yīng)引入電壓串聯(lián)負反饋，電路如解題9圖所示。JEMeRiUi2kQD淳4

11、d2nR2Vee8aRf(3)在深度負反饋條件下，電壓放大倍數(shù)為人上。1國UiR4Au=U=50UiR=2kC,所以Rf=98kC。10 .某電路的輸出級如圖7.26所示。試分析(1)R3、&和T3電路組合有什么作用？(2)電路中引入DrD2的作用?圖7.26題10圖解：(1)R3、R4和T3組成“Ube擴大電路”UCE3UBE3,用以消除交越失真。由圖可知:URR3=(1色)Ube3R4R調(diào)節(jié)R3/R4的值，可以改變UCE3的值。若電路出現(xiàn)交越失真，增大R3/R4(UCE3)的值，使輸出管在靜態(tài)時處于微導(dǎo)通，便可消除信號在零點附近的交越失真現(xiàn)象。(2)當電路輸出電流過大時，D1、D2可起到過

12、載保護作用。其工作原理如下：Ie1T-UrTUo，D導(dǎo)通Ib1，一Ie1，；Ie2TfURzffUoT-Dz導(dǎo)通fIB2，fIE2，。11 .一個簡易手提式小型擴音機的輸出級如圖7.27所示。(1)試計算負載上輸出功率和擴音機效率？(2)驗算功率BJT3AD1的定額是否超過？提示：(1)電路基本上工作在乙類，Tr2內(nèi)阻可忽略，變壓器效率為0.8。管子3AD1的1U(br)ceo=30V,Icm=1.5A,Pcm=1W(加散熱片150X150X3mm3時為8W)。(2)此題的等效交流負載電阻于72N1!Rl=Rl2(3)可參考雙電源互補對稱功放的有關(guān)計算公式算出BJT集電極輸出功率，再乘以變壓器

13、就是負載Rl上的輸出功率。-12VUiRbi680QRb210QNi100Ni100圖7.27題11圖0-N2100_RlAJ8Q解：P_1VC2COC2Rl匹卜=12黑8=8CN21122x=9W28PO=POCT-980%=7.2WPV=2VCC：11.46W=662.8%PV(2)最大集電極電流為:每管的最大反壓降為:VCEmax=2Vcc=24V每管的功耗為:由上分析計算結(jié)果可知:1PT1=PT2PV-POC-1.23W23AD1的定額未超過，可以使用。12.2030集成功率放大器的一種應(yīng)用電路如圖7.28所示，雙電源供電，電源電壓為正負假定其車出級BJT的飽和壓降Uces可以忽略不計，U為正弦電壓。(1)指出該電路屬于OTL還是OCL電路？(2)求理想情況下最大輸出功率Pom?求電路輸出級的效率Y?15V,C110dF圖7.28題12圖解：(1)該電路屬于OCL電路。(2)uom2vcc2Pm=C=14.06W2Rl2Rl22VccFV=17.9W二Rl二%;1406100%78.5%FV17.913.LM1877N9為2通道低頻功率放大電路，單電源供電，最大不失真輸出電壓的峰峰值Uopp=(Vcc6)V,開環(huán)電壓增益為70dB