【電子教案-模擬電子技術(shù)】第八章功率放大電路

1、功率放大電路第 八章8.1互補(bǔ)對稱功率放大電路8.2集成功率放大器及其應(yīng)用8.1互補(bǔ)對稱功率 放大電路 引 言8.1.2 甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路8.1.1 乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路引 言一、 功率放大的 特殊要求 Pomax 大，三極管盡限工作 = Pomax / PDC 要高失真要小二、共發(fā)射極放大電路的效率問題+VCCRLC1+RBuce = uouCE iCO tiCO QIcmUcem設(shè)“Q”設(shè)置在交流負(fù)載線中點(diǎn)VCCIC三、放大電路的工作狀態(tài)甲類( = 2 )tiCO Icm2ICQtiCO Icm2ICQ乙類( = )tiCO IcmICQ2甲乙類( 0 V1 導(dǎo)通 V2

2、 截止iC1io = iE1 = iC1, uO = iC1RLui 0.2 PomU(BR)CEO 2VCCICM VCC / RLRLV1V2+VCC+ui+uoVEE4. 管耗例 8.1.1 已知：VCC = VEE = 24 V，RL = 8 ， 忽略 UCE(sat) 求 Pom 以及此時(shí)的 PDC、PC1， 并選管。解PDC=2V2CC / RL= 2 242 / ( 8) = 45.9 (W)RLV1V2+VCC+ui+uoVEE= 0.5 (45.9 36) = 4.9 (W)U(BR)CEO 48 VICM 24 / 8 = 3 (A)可選：U(BR)CEO = 60 100

3、 VICM = 5 APCM = 10 15 W8.1.2 甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路一、甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路給 V1、V2 提供靜態(tài)電壓tiC0 ICQ1ICQ2克服交越失真思路：電路：RLRV3V4V1V2+VCC+ui+uoVEEV58.1.2 甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路當(dāng) ui = 0 時(shí)，V1、V2 微導(dǎo)通。當(dāng) ui 0 ( 至 )， V2 微導(dǎo)通 充分導(dǎo)通 微導(dǎo)通； V1 微導(dǎo)通 截止 微導(dǎo)通。克服交越失真的電路V1V2V3V4V1V2RtB1B2V1V2V3R2R1實(shí)際電路V4RL+VCC+uoV1V2V3VEER*1R2R3R4RL+VCC+uoV1V2V3V4V5

4、VEE+uiR二、功率和效率RLV1V2+VCC+ui+uoVEE1. 輸出功率最大不失真輸出電壓、電流幅度：最大輸出功率最大輸出功率2. 電源功率PDC = IC1VCC + IC2VEE= 2IC1VCC= 2VCCUom/RL最大輸出功率時(shí)：PDC = 2V 2CC / RLPDC = 2V 2CC / RL3. 效率PDC = 2VCCIcm / 實(shí)際約為 60%最大輸出功率時(shí)：二、復(fù)合管互補(bǔ)對稱放大電路1. 復(fù)合管(達(dá)林頓管)目的：實(shí)現(xiàn)管子參數(shù)的配對ib1(1 + 1) ib1(1 + 1) (1 + 2) ib1= (1 + 1 + 2+ 12) ib1 1 2 rbe= rbe1

5、+ (1 + 1) rbe22(1+1) ib11 ib1ibicie(1 + 2 + 12) ib1V1V2V1V2NPN + NPNNPNV1V2PNP + PNPPNPV1V2NPN + PNPNPNV1V2PNP + NPNPNP構(gòu)成復(fù)合管的規(guī)則：1) B1 為 B，C1 或 E1 接 B2 ， C2、E2 為 C 或 E；2) 應(yīng)保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；3) 復(fù)合管類型與第一只管子相同。V1V2練習(xí)：接有瀉放電阻的復(fù)合管：V1V2ICEO12 ICEO1R瀉放電阻減小V1、V3 NPNV2、V4 PNPR3 、R5 穿透電流泄放電阻準(zhǔn)互補(bǔ)對稱電路2. 復(fù)合管互補(bǔ)對稱電路舉例RLR

6、PV4+VCCV5V1V2R2RB1RB2+uo+ui+V6V7V8EUB3R1R5R3IC8RE1RE2R4V3UB8RE1 、RE2 穩(wěn)定 “Q”、過流保護(hù)取值 0.1 0.5 V5 V7、RP 克服交越失真R4 使 V3、V4 輸入電阻平衡V8 構(gòu)成前置電壓放大RB1 引入負(fù)反饋，提高穩(wěn)定性。UEUB8IB8IC8UB3UE差分對管，構(gòu)成前置放大級鏡像恒流源，差分放大電路的有源負(fù)載NPNPNP因 PNP 管 小，采用三只管子復(fù)合而成克服交越失真三、甲乙類單電源互補(bǔ)對稱放大電路 OTL電路(Output Transformerless )RLRBV4VEE+VCCV5V1V2CERERB1

7、RB2+uo+ui+CE電容 C 的作用：1)充當(dāng) VCC / 2 電源2)耦合交流信號當(dāng) ui = 0 時(shí):當(dāng) ui 0 時(shí)：V2 導(dǎo)通，C 放電，V2 的等效電源電壓 0.5VCC。當(dāng) ui 0 時(shí)：V1導(dǎo)通，C 充電，V1 的等效電源電壓 + 0.5VCC。應(yīng)用 OCL 電路有關(guān)公式時(shí)，要用 VCC / 2 取代 VCC 。OCL 電路和 OTL 電路的比較OCLOTL 電源雙電源單電源信號交、直流交流頻率響應(yīng)好fL 取決于輸出耦合電容 C電路結(jié)構(gòu)較簡單較復(fù)雜Pomax第 八 章功率放大電路8.2集成功率放大器及其應(yīng)用 引言 8.2.2 DG810 集成功放及其應(yīng)用 8.2.3 TD20

8、40 集成功放及其應(yīng)用 8.2.1 LM386 集成功放及其應(yīng)用組成：前置級、中間級、輸出級、偏置電路特點(diǎn)：輸出功率大、效率高有過流、過壓、過熱保護(hù)引言8.2.1 LM386 集成功放及其應(yīng)用1. 典型應(yīng)用參數(shù)：直流電源：4 12 V額定功率：660 mW帶 寬：300 kHz輸入阻抗：50 k12348765引腳圖2. 內(nèi)部電路1. 8 開路時(shí)， Au = 20(負(fù)反饋?zhàn)顝?qiáng))1. 8 交流短路 Au = 200(負(fù)反饋?zhàn)钊?電壓串聯(lián)負(fù)反饋V1、V6 ：V3、V5：V2、V4：射級跟隨器，高 Ri雙端輸入單端輸出差分電路恒流源負(fù)載V7 V12：功率放大電路V7 為驅(qū)動(dòng)級(I0 為恒流源負(fù)載)V

9、11、V12 用于消除交越失真V8、V10 構(gòu)成 PNP 準(zhǔn)互補(bǔ)對稱3. 典型應(yīng)用電路 LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610 F36 k10 F100 F220 F0.1 F810 .047 F+VCC6輸出電容(OTL)頻率補(bǔ)償，抵消電 感高頻的不良影響防止自激等調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)8.2.2 DG810 集成功放及其應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)音頻功率放大功率大、噪聲小、頻帶寬、工作電源范圍寬、有保護(hù)電路輸出電容輸入偏置交流負(fù)反饋頻率補(bǔ)償，防自激等自舉電容頻率補(bǔ)償防自激等VCC = 15 V 時(shí)輸出功率 6 W+VCCuiC9R1R4C2DG81011294785C1C8C7C4C5C65

10、F100 k.01 F100 F1000 pF0.1 F4 56 4 700 pF10100 F100 F100 R3R21000 F100 FC101 電源濾波8.2.3 TD2040 集成功放及其應(yīng)用 特點(diǎn)：輸出短路保護(hù)、自動(dòng)限制功耗、有過熱關(guān)機(jī)保護(hù)參數(shù)：直流電源： 2.5 20 V開環(huán)增益：80 dB功率帶寬：100 kHz輸入阻抗：50 k輸出功率：22 W (RL = 4 )雙電源(OTL)應(yīng)用電源濾波頻率補(bǔ)償防自激等輸出功率可大于 15 W交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋R1C2220 k680 22 FR3R2ui12435C1C7C3C4C5C61 F22 k220 F220 F0.1 F4 5+VCC(16 V)20400.01 F0.1 F-VEE(-16 V)R4大電容濾除低頻成分小電容濾除高頻成分單電源(OTL)應(yīng)用：交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋使 U1 = 0.5VCCC2680 22 FR4ui435C1C6C3C4C5C71 F22 k2.2 F220 F0.1 F45 +VCC(16 V)0.01 FR6R522 k22 k22 kR2R321R1204035430 dB1. 功率管的工作類型類別特點(diǎn)Q 點(diǎn)波 形甲類無失真Q 較高ICQ 較大Q 較高甲乙類有失真效率高ICQ