習(xí)題04章功率放大電路課件

習(xí)題4-1在圖P4-1所示的互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知VCC=6V，RL=8?，假設(shè)三極管的飽和管壓降為UCES=1V。①試估算電路的最大輸出功率Pom；②估算電路中直流電源消耗的功率PV和效率η。解：①如果忽略UCES，則R1D1D2R3RLT1T2+VCC-VCCuouIR2C11習(xí)題4-1在圖P4-1所示的互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知VCC=②如果忽略UCES，則如果忽略UCES，則R1D1D2R3RLT1T2+VCC-VCCuouIR2C12②如果忽略UCES，則如果忽略UCES，則R1D1D2R3R習(xí)題4-2在圖P4-1所示電路中，①三極管的最大功耗等于多少？②流過三極管的最大集電極電流等于多少？③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓等于多少？④為了在負(fù)載上得到最大功率Pom,輸入端應(yīng)加上的正弦波電壓有效值大約等于多少？R1D1D2R3RLT1T2+VCC-VCCuouIR2C1解：①每個(gè)三極管的最大管耗：如果忽略UCES，則3習(xí)題4-2在圖P4-1所示電路中，R1D1D2R3RLT1②流過三極管的最大集電極電流③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓：如果忽略UCES，則如果忽略UCES，則④射極輸出器，Uim≈

Uom=VCC–UCES=5V如果忽略UCES，則Uim=Uom≈VCC=6V,

Ui≈4.243V4②流過三極管的最大集電極電流③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的習(xí)題4-3在圖P4-3所示的互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知VCC=6V，RL=8?，設(shè)三極管的UCES=1V。①估算最大輸出功率Pom；②估算直流電源消耗的功率PV和效率η

。將本題結(jié)果與習(xí)題4-1進(jìn)行比較。解：①如果忽略UCES，則R1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-5習(xí)題4-3在圖P4-3所示的互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知VCC=如果忽略UCES，則可見，

在同樣的VCC和RL之下，OCL電路的Pom比OTL電路大得多（大致為四倍）。同時(shí)OCL電路的PV也比OTL電路大得多（也大致為四倍）。最終，兩種電路的效率基本相同。②如果忽略UCES，則R1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-6如果忽略UCES，則可見，在同樣的VCC和RL之下，O習(xí)題4-4在圖P4-3所示電路中，①估算三極管的最大功耗；②估算三極管的最大集電極電流；③估算三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓；④為了在負(fù)載上得到最大功率Pom,電路輸入端應(yīng)加上的正弦電壓有效值為多少？將以上估算結(jié)果與習(xí)題4-2進(jìn)行比較。R1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-解：①每個(gè)三極管的最大管耗：如果忽略UCES，則7習(xí)題4-4在圖P4-3所示電路中，R1D1D2R3RLT1②流過三極管的最大集電極電流③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓：如果忽略UCES，則如果忽略UCES，則④射極輸出器，Uim≈

Uom=0.5VCC–UCES=2V如果忽略UCES，則Uim=Uom≈0.5VCC=3V,

Ui≈2.12V8②流過三極管的最大集電極電流③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的可見，

在同樣的VCC和RL之下，OCL電路的PCM大約是OTL電路的四倍，OCL電路的ICM大約是OTL電路的兩倍，OCL電路的U(BR)CEO大約是OTL電路的兩倍，當(dāng)在負(fù)載上得到最大功率時(shí)，OCL電路的輸入電壓有效值大約是OTL電路的兩倍。9可見，在同樣的VCC和RL之下，OCL電路的PCM大約習(xí)題4-5在圖P4-1和圖P4-3所示的兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知負(fù)載電阻RL均為8?，假設(shè)三極管的飽和壓降UCES均為1V，如果要求得到最大輸出功率Pom=3W，則兩個(gè)電路的直流電源VCC分別應(yīng)為多大。解：圖P4-1OCL電路中圖P4-3OTL電路中10習(xí)題4-5在圖P4-1和圖P4-3所示的兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱電路中習(xí)題4-6分析圖P4-6中的OTL電路原理，已知VCC=10V，R3=1.2k?，RL=16?，電容C1、C2足夠大，試回答：①靜態(tài)時(shí)，電容C2兩端的電壓應(yīng)該等于多少？調(diào)整哪個(gè)電阻才能達(dá)到上述要求？②設(shè)R1=1.2k?，三極管的β=50，PCM=200mW，若電阻R2或某一個(gè)二極管開路，三極管是否安全？R1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-解：①靜態(tài)時(shí)，電容C2兩端的電壓等于0.5VCC=5V，調(diào)整R1能達(dá)到此要求。②若電阻R2或某一個(gè)二極管開路，則因此，三極管將被燒毀。11習(xí)題4-6分析圖P4-6中的OTL電路原理，已知VCC=習(xí)題4-7分析圖P4-7中的OCL電路原理，試回答：①靜態(tài)時(shí)，負(fù)載RL中的電流應(yīng)為多少？如不符合要求，應(yīng)調(diào)整哪個(gè)電阻？②若輸出電壓波形出現(xiàn)交越失真，應(yīng)調(diào)整哪個(gè)電阻？如何調(diào)整？③若二極管VD1或VD2的極性接反，將產(chǎn)生什么后果？④若VD1、VD2、R2三個(gè)元件中任一個(gè)發(fā)生開路，將產(chǎn)生什么后果？R1D1D2R3RLT1T2+VCC1uouIR2C1+-+--VCC2解：①靜態(tài)時(shí)負(fù)載RL中的電流應(yīng)為零。如不符合要求，應(yīng)調(diào)整R1。②應(yīng)調(diào)R2，增大R2的阻值。③若VD1或VD2的極性接反，將使功率三極管電流急劇增大，可能燒毀三極管。④若VD1、VD2、R2三個(gè)元件中任一個(gè)發(fā)生開路，同樣可能使功率三極管電流急劇增大，燒毀三極管。12習(xí)題4-7分析圖P4-7中的OCL電路原理，試回答：R1D習(xí)題4-8試分析圖P4-8中各復(fù)合管的接法是否正確。如果認(rèn)為不正確，請(qǐng)扼要說明原因；如果接法正確，說明所組成的復(fù)合管的類型（NPN或PNP），指出相應(yīng)的電極，并列出復(fù)合管的β和rbe的表達(dá)式。(a)(b)(c)(d)答：(a)接法不正確。(b)接法不正確。(c)接法正確。復(fù)合管為PNP型。bl是復(fù)合管的b，e1(c2)是復(fù)合管的e，e2是復(fù)合管的c，復(fù)合管的rbe和β分別為：

rbe=rbe1，

β=β1(1+β2)≈β1β2(d)接法不正確。13習(xí)題4-8試分析圖P4-8中各復(fù)合管的接法是否正確。如果認(rèn)習(xí)題4-9在圖P4-9所示由復(fù)合管組成的互補(bǔ)對(duì)稱放大電路中，已知電源電壓VCC=16V，負(fù)載電阻RL=8?，設(shè)功率三極管VT3、VT4的飽和壓降UCES=2V，電阻Re3、Re4上的壓降可以忽略，①試估算電路的最大輸出功率Pom；uiT1T2uo+VCCRLRb1Rb2C1+VD1VD2R-VCCT3T4Re1Rc2Re3Re4②估算功率三極管VT3、VT4的極限參數(shù)ICM、U(BR)CEO和PCM；③假設(shè)復(fù)合管總的β=600，則要求前置放大級(jí)提供給復(fù)合管基極的電流最大值IBm等于多少？④若本電路不采用復(fù)合管，而用β=20的功率三極管，此時(shí)要求前置放大級(jí)提供給三極管基極的電流最大值IBm等于多少？14習(xí)題4-9在圖P4-9所示由復(fù)合管組成的互補(bǔ)對(duì)稱放大電路中uiT1T2uo+VCCRLRb1Rb2C1+VD1VD2R-VCCT3T4Re1Rc2Re3Re4解：①如忽略UCES，則②③④如忽略UCES，則：15uiT1T2uo+VCCRLRb1Rb2C1+VD1VD2R習(xí)題4-10分析圖P4-10所示的功率放大電路，要求：①說明放大電路中共有幾個(gè)放大級(jí)，各放大級(jí)包括哪幾個(gè)三極管，分別組成何種類型的電路。②分別說明以下元件的作用：R1、VD1和VD2；R3和C；RF。③若二極管VD1或VD2的極性接反，將產(chǎn)生什么后果？④已知VCC=15V，RL=8?，VT6、VT7的飽和管壓降UCES=1.2V，當(dāng)輸出電流達(dá)到最大時(shí)，電阻Re6和Re7上的電壓均為0.6V，試估算電路的最大輸出功率。16習(xí)題4-10分析圖P4-10所示的功率放大電路，要求：16解：①共有三個(gè)放大級(jí)。輸入級(jí)包括三極管VT1和VT2，組成單端輸人單端輸出差分放大電路。中間級(jí)包括PNP管VT3，組成單管放大電路。輸出級(jí)包括VT4、VT5、VT6和VT7四個(gè)三極管，其中VT4和VT6組成NPN型的復(fù)合管，VT5和VT7，組成PNP型的復(fù)合管，這兩個(gè)復(fù)合管組成準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱電路。②Rl、VD1和VD2的作用是在輸出級(jí)的兩個(gè)三極管VT4和VT5的基極之間產(chǎn)生一個(gè)偏壓，使靜態(tài)時(shí)輸出級(jí)的功率管中已有一個(gè)較小的集電極電流，即互補(bǔ)對(duì)稱輸出級(jí)工作在甲乙類狀態(tài)，目的是減小輸出波形的交越失真。

R3和C起補(bǔ)償作用。因?yàn)閾P(yáng)聲器為感性負(fù)載，接入R3和C后，通過補(bǔ)償希望總的負(fù)載接近于純阻性。

RF為反饋電阻，其作用是在電路中引入一個(gè)電壓串聯(lián)負(fù)反饋，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓，提高帶負(fù)載能力，減小非線性失真等目的。17解：①共有三個(gè)放大級(jí)。輸入級(jí)包括三極管VT1和VT2，組成③18③18習(xí)題4-1在圖P4-1所示的互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知VCC=6V，RL=8?，假設(shè)三極管的飽和管壓降為UCES=1V。①試估算電路的最大輸出功率Pom；②估算電路中直流電源消耗的功率PV和效率η。解：①如果忽略UCES，則R1D1D2R3RLT1T2+VCC-VCCuouIR2C119習(xí)題4-1在圖P4-1所示的互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知VCC=②如果忽略UCES，則如果忽略UCES，則R1D1D2R3RLT1T2+VCC-VCCuouIR2C120②如果忽略UCES，則如果忽略UCES，則R1D1D2R3R習(xí)題4-2在圖P4-1所示電路中，①三極管的最大功耗等于多少？②流過三極管的最大集電極電流等于多少？③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓等于多少？④為了在負(fù)載上得到最大功率Pom,輸入端應(yīng)加上的正弦波電壓有效值大約等于多少？R1D1D2R3RLT1T2+VCC-VCCuouIR2C1解：①每個(gè)三極管的最大管耗：如果忽略UCES，則21習(xí)題4-2在圖P4-1所示電路中，R1D1D2R3RLT1②流過三極管的最大集電極電流③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓：如果忽略UCES，則如果忽略UCES，則④射極輸出器，Uim≈

Uom=VCC–UCES=5V如果忽略UCES，則Uim=Uom≈VCC=6V,

Ui≈4.243V22②流過三極管的最大集電極電流③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的習(xí)題4-3在圖P4-3所示的互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知VCC=6V，RL=8?，設(shè)三極管的UCES=1V。①估算最大輸出功率Pom；②估算直流電源消耗的功率PV和效率η

。將本題結(jié)果與習(xí)題4-1進(jìn)行比較。解：①如果忽略UCES，則R1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-23習(xí)題4-3在圖P4-3所示的互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知VCC=如果忽略UCES，則可見，

在同樣的VCC和RL之下，OCL電路的Pom比OTL電路大得多（大致為四倍）。同時(shí)OCL電路的PV也比OTL電路大得多（也大致為四倍）。最終，兩種電路的效率基本相同。②如果忽略UCES，則R1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-24如果忽略UCES，則可見，在同樣的VCC和RL之下，O習(xí)題4-4在圖P4-3所示電路中，①估算三極管的最大功耗；②估算三極管的最大集電極電流；③估算三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓；④為了在負(fù)載上得到最大功率Pom,電路輸入端應(yīng)加上的正弦電壓有效值為多少？將以上估算結(jié)果與習(xí)題4-2進(jìn)行比較。R1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-解：①每個(gè)三極管的最大管耗：如果忽略UCES，則25習(xí)題4-4在圖P4-3所示電路中，R1D1D2R3RLT1②流過三極管的最大集電極電流③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的最大電壓：如果忽略UCES，則如果忽略UCES，則④射極輸出器，Uim≈

Uom=0.5VCC–UCES=2V如果忽略UCES，則Uim=Uom≈0.5VCC=3V,

Ui≈2.12V26②流過三極管的最大集電極電流③三極管集電極和發(fā)射極之間承受的可見，

在同樣的VCC和RL之下，OCL電路的PCM大約是OTL電路的四倍，OCL電路的ICM大約是OTL電路的兩倍，OCL電路的U(BR)CEO大約是OTL電路的兩倍，當(dāng)在負(fù)載上得到最大功率時(shí)，OCL電路的輸入電壓有效值大約是OTL電路的兩倍。27可見，在同樣的VCC和RL之下，OCL電路的PCM大約習(xí)題4-5在圖P4-1和圖P4-3所示的兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱電路中，已知負(fù)載電阻RL均為8?，假設(shè)三極管的飽和壓降UCES均為1V，如果要求得到最大輸出功率Pom=3W，則兩個(gè)電路的直流電源VCC分別應(yīng)為多大。解：圖P4-1OCL電路中圖P4-3OTL電路中28習(xí)題4-5在圖P4-1和圖P4-3所示的兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱電路中習(xí)題4-6分析圖P4-6中的OTL電路原理，已知VCC=10V，R3=1.2k?，RL=16?，電容C1、C2足夠大，試回答：①靜態(tài)時(shí)，電容C2兩端的電壓應(yīng)該等于多少？調(diào)整哪個(gè)電阻才能達(dá)到上述要求？②設(shè)R1=1.2k?，三極管的β=50，PCM=200mW，若電阻R2或某一個(gè)二極管開路，三極管是否安全？R1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-解：①靜態(tài)時(shí)，電容C2兩端的電壓等于0.5VCC=5V，調(diào)整R1能達(dá)到此要求。②若電阻R2或某一個(gè)二極管開路，則因此，三極管將被燒毀。29習(xí)題4-6分析圖P4-6中的OTL電路原理，已知VCC=習(xí)題4-7分析圖P4-7中的OCL電路原理，試回答：①靜態(tài)時(shí)，負(fù)載RL中的電流應(yīng)為多少？如不符合要求，應(yīng)調(diào)整哪個(gè)電阻？②若輸出電壓波形出現(xiàn)交越失真，應(yīng)調(diào)整哪個(gè)電阻？如何調(diào)整？③若二極管VD1或VD2的極性接反，將產(chǎn)生什么后果？④若VD1、VD2、R2三個(gè)元件中任一個(gè)發(fā)生開路，將產(chǎn)生什么后果？R1D1D2R3RLT1T2+VCC1uouIR2C1+-+--VCC2解：①靜態(tài)時(shí)負(fù)載RL中的電流應(yīng)為零。如不符合要求，應(yīng)調(diào)整R1。②應(yīng)調(diào)R2，增大R2的阻值。③若VD1或VD2的極性接反，將使功率三極管電流急劇增大，可能燒毀三極管。④若VD1、VD2、R2三個(gè)元件中任一個(gè)發(fā)生開路，同樣可能使功率三極管電流急劇增大，燒毀三極管。30習(xí)題4-7分析圖P4-7中的OCL電路原理，試回答：R1D習(xí)題4-8試分析圖P4-8中各復(fù)合管的接法是否正確。如果認(rèn)為不正確，請(qǐng)扼要說明原因；如果接法正確，說明所組成的復(fù)合管的類型（NPN或PNP），指出相應(yīng)的電極，并列出復(fù)合管的β和rbe的表達(dá)式。(a)(b)(c)(d)答：(a)接法不正確。(b)接法不正確。(c)接法正確。復(fù)合管為PNP型。bl是復(fù)合管的b，e1(c2)是復(fù)合管的e，e2是復(fù)合管的c，復(fù)合管的rbe和β分別為：

rbe=rbe1，

β=β1(1+β2)≈β1β2(d)接法不正確。31習(xí)題4-8試分析圖P4-8中各復(fù)合管的接法是否正確。如果認(rèn)習(xí)題4-9在圖P4-9所示由復(fù)合管組成的互補(bǔ)對(duì)稱放大電路中，已知電源電壓VCC=16V，負(fù)載電阻RL=8?，設(shè)功率三極管VT3、VT4的飽和壓降UCES=2V，電阻Re3、Re4上的壓降可以忽略，①試估算電路的最大輸出功率Pom；uiT1T2uo+VCCRLRb1Rb2C1+VD1VD2R-VCCT3T4Re1Rc2Re3Re4②估算功率三極管VT3、VT4的極限參數(shù)ICM、U(BR)CEO和PCM；③假設(shè)復(fù)合管總的β=600，則要求前置放大級(jí)提供給復(fù)合管基極的電流最大值IBm等于多少？④若本電路不采用復(fù)合管，而用β=20的功率三極管，此時(shí)要求前置放大級(jí)提供給三極管基極的電流最大值IBm等于多少？32習(xí)題4-9在圖P4-9所示由復(fù)合管組成的互補(bǔ)對(duì)稱放大電路中uiT1