電路與電子-第6章功率放大

模擬電子技術(shù)6.1

功率放大電路的特殊問(wèn)題6.2

互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路6.3*

集成功率放大電路第6章功率放大電路基本教學(xué)要求：掌握功放基本概念及主要特點(diǎn)；掌握OCL甲乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路組成和工作原理、最大輸出功率和效率的估算方法；理解放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)和交越失真概念；了解功放中甲類(lèi)、甲乙類(lèi)和乙類(lèi)的含義；了解集成功放的特點(diǎn)。例1：擴(kuò)音系統(tǒng)電壓放大功率放大

信號(hào)提取

功率放大電路的作用：是放大電路的輸出級(jí)，輸出足夠功率,以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等.6.1功率放大電路特點(diǎn)（4）功放管的保護(hù)

功率放大電路是一種能夠向負(fù)載提供足夠大的功率的放大電路。因此，要求同時(shí)輸出較大的電壓和電流。管子工作在接近極限狀態(tài)。一般直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，帶載能力要強(qiáng)。

要解決的問(wèn)題

（2）提高轉(zhuǎn)換效率

（3）減小失真

（1）輸出大功率

主要技術(shù)指標(biāo):

（1）最大輸出功率Pom

：在電路參數(shù)確定的情況下負(fù)載可能獲得的最大交流功率。

分析方法:

工作于大信號(hào)狀態(tài)，功放管的非線(xiàn)性不可忽略，宜采用圖解分析法。

（2）轉(zhuǎn)換效率

：最大輸出功率與電源提供的功率之比，即直流電源提供功率負(fù)載輸出交流功率甲乙類(lèi)180°～360°導(dǎo)電乙類(lèi)180°導(dǎo)電丙類(lèi)<180°導(dǎo)電甲類(lèi)360°導(dǎo)電三極管的工作狀態(tài)根據(jù)三極管導(dǎo)通時(shí)間將功率放大器分為四種類(lèi)型問(wèn)題討論不適合，效率太低。晶體管在整個(gè)周期導(dǎo)通------甲類(lèi)功放.射極輸出器適合用做功率放大器嗎?(1)在不失真的情況下能輸出盡可能大的功率。(2)要求提高效率。對(duì)功率放大電路的基本要求:提高效率途徑：降低靜態(tài)工作點(diǎn)，減少功放管的損耗。甲類(lèi)：無(wú)信號(hào)時(shí)，功率完全消耗在管子上并轉(zhuǎn)化為熱量，有信號(hào)時(shí)一部分轉(zhuǎn)化為有用功率。乙類(lèi)：ICQ=0，信號(hào)為零時(shí)電源輸出功率為零，而且信號(hào)越大，電源輸出功率越大，效率較高，但失真嚴(yán)重。所以，功放提高效率的主要途徑是：降低靜態(tài)工作點(diǎn),減少功放管的損耗。采用甲乙類(lèi)工作狀態(tài)最合適，因?yàn)榧最?lèi)效率太低，丙類(lèi)失真太大，乙類(lèi)會(huì)產(chǎn)生交越失真。提高效率與減少失真如何兼得——互補(bǔ)輸出級(jí)。6.2互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路：電路中兩個(gè)不同類(lèi)型的晶體管（NPN、PNP各一支）交替工作，且均為射極輸出形式的電路。

互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功放的類(lèi)型

無(wú)輸出變壓器形式

（OTL電路）無(wú)輸出電容形式

（OCL電路）OTL:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLessT1、T2對(duì)稱(chēng)，由兩個(gè)射隨組成；雙電源供電。輸出阻抗小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。一、雙電源互補(bǔ)功率放大電路(OCL功放電路)(1)電路組成

由一對(duì)特性相同的互補(bǔ)三極管(NPN、PNP)組成。這種電路也稱(chēng)為OCL互補(bǔ)功率放大電路。特點(diǎn):（2）工作原理靜態(tài)時(shí)：ui=0V，uo=0V動(dòng)態(tài)時(shí)：ui>

0vui>

0vT1導(dǎo)通T2截止iL=ie1;ui

0vT1截止iL=ie2

。T2導(dǎo)通ie1ie2iL兩個(gè)管子輪流交替工作，在負(fù)載上得到完整波形。T1和T2交替工作，電源交替供電，稱(chēng)之為互補(bǔ)。每個(gè)管子導(dǎo)通180°-------乙類(lèi)功放。乙類(lèi)功放電路能否正常工作？為什么？如果出現(xiàn)問(wèn)題如何解決？問(wèn)題:Multisim仿真:（a）輸入輸出電壓波形（b）輸出電壓波形輸出電壓波形出現(xiàn)失真.交越失真：當(dāng)輸入信號(hào)ui為正弦波時(shí)，輸出信號(hào)在過(guò)零附近出現(xiàn)的失真,稱(chēng)為交越失真。產(chǎn)生原因：晶體管特性存在非線(xiàn)性，當(dāng)輸入電壓小于三極管的開(kāi)啟電壓時(shí),三極管均處于截止?fàn)顟B(tài)。消除交越失真的方法：設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn).T1、T2基極之間電壓：保證T1、T2均處于微導(dǎo)通狀態(tài)。+15V經(jīng)R1,D1,D2,R2到-15V方法1:增加Ｒ１、Ｄ２、Ｄ２、R2。靜態(tài)時(shí)存在直流電流通路：利用二極管提供偏置電壓-----甲乙類(lèi)互補(bǔ)功率放大電路(c)消除較越失真后輸出電壓波形方法2:采用UBE倍增偏置電路可以調(diào)整R1或R2滿(mǎn)足實(shí)際偏置需要。（3）參數(shù)計(jì)算

設(shè)互補(bǔ)功率放大電路的靜態(tài)電流很小，可認(rèn)為靜態(tài)工作點(diǎn)在橫軸上，即為乙類(lèi)工作狀態(tài)。靜態(tài)時(shí)：最大不失真輸出電壓UOM=VCC-UCES

最大不失真輸出電壓有效值：1)最大輸出功率：電源提供的電流：2)電源提供的總功率：

直流電源提供的功率為半個(gè)正弦波的平均功率，信號(hào)越大，電流越大，電源功率也越大.3)轉(zhuǎn)換效率：4)三極管的管耗PT：

電源提供的直流功率，有一部分通過(guò)三極管轉(zhuǎn)換為輸出功率，剩余的部分則主要消耗在三極管上，形成三極管的管耗。顯然

:總管耗：最大78%總管耗：?jiǎn)喂芄芎模汗芎呐c輸出電壓的峰值UOM成非線(xiàn)性關(guān)系,有一個(gè)最大值?？捎肞T1對(duì)UOM求導(dǎo)的辦法找出這個(gè)最大值。PT1對(duì)UOM求導(dǎo)，并令其為0，可得將UOM代入PT1的表達(dá)式，可得（4）選擇功率管原則：在功率放大電路中，應(yīng)根據(jù)晶體管所承受的最大管壓降、集電極最大電流和集電極最大功耗來(lái)選擇晶體管。因此，選擇晶體管時(shí)，其極限參數(shù)組成原則：各管工作于放大區(qū)，且各極電流有合適的通路；為實(shí)現(xiàn)電流的連續(xù)放大，前級(jí)發(fā)射級(jí)或集電極電流為后級(jí)的基極電流。

第一只管子的射極（或集極）接第二只管子的基極。1、復(fù)合管的組成二、復(fù)合互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路為增大電流