第六章功率放大電路

第六章功率放大電路第一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日6.1.1?對(duì)功率放大器的要求6.1功率放大概念

2．放大器的效率要高

功率放大器的效率

：

1．輸出足夠的功率。

在保證功率管安全工作的前提下，功率放大器的最大輸出功率受到允許失真的限制，允許失真越小，最大輸出功率也越小。；

P0—功率放大器的交流輸出功率。

Pd—功率放大器的直流電源提供的直流功率。

效率與放大器的種類(lèi)有關(guān)，種類(lèi)不同，效率也不同。第二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日6.1功率放大概念

3．失真要小

（1）加散熱措施以控制結(jié)溫（2）加保護(hù)電路以保護(hù)功率管

由于功率放大器工作在大信號(hào)狀態(tài)，功放管的電壓、電流變化幅度大，超出晶體管特性曲線的線性范圍，產(chǎn)生非線性失真，嚴(yán)重時(shí)還將產(chǎn)生幅度失真，如圖（a）所示。在常用的乙類(lèi)推挽功率放大器中，還會(huì)產(chǎn)生交越失真。如圖（b）所示。4．功率管要安全工作第三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

1．功率放大器的種類(lèi)6.1.2功率放大器的種類(lèi)和型式

（1）甲類(lèi)：Q點(diǎn)在放大區(qū)的中間部位。當(dāng)輸入正弦信號(hào)時(shí)，功放管在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)均導(dǎo)通。

（2）乙類(lèi)：Q點(diǎn)在放大區(qū)與截止區(qū)的交界處。當(dāng)輸入正弦信號(hào)時(shí)，功放管在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)半周導(dǎo)通，半周截止。

（3）甲乙類(lèi)：Q點(diǎn)位置略高于乙類(lèi)，但低于甲類(lèi)。當(dāng)輸入正弦信號(hào)時(shí)，功放管導(dǎo)通大于半周。6.1功率放大概念第四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

2．功率放大器的電路型式

（1）單管功率放大器——一個(gè)功放管，工作在甲類(lèi)，功放管與輸入信號(hào)源，功放管與輸出負(fù)載，都采用變壓器耦合電路。

（2）推挽功率放大器——兩個(gè)配對(duì)功放管，工作在甲類(lèi)或乙類(lèi)，輸入輸出負(fù)載都采用變壓器耦合電路。

（3）互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)式推挽功率放大器——兩個(gè)配對(duì)功放管，工作在甲類(lèi)或乙類(lèi)，無(wú)輸入輸出變壓器，故稱(chēng)為OTL電路。6.1功率放大概念第五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

6.2.1?雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理

1．電路基本結(jié)構(gòu)

圖（a）是雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路的基本形式，簡(jiǎn)稱(chēng)OCL電路。

特點(diǎn)：

（1）

V1：NPN。V2：PNP。V1V2互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)。

（2）兩個(gè)晶體管特性對(duì)稱(chēng)，都工作在乙類(lèi)狀態(tài)。第六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

2．工作原理

（2）輸入信號(hào)到達(dá)電路輸入端時(shí)

（1）vi=0時(shí)，V1V2截止，iC1=iC2=0兩管均無(wú)偏置，兩管基極電流均為零而截止。

②vi<0，V1截止，V2導(dǎo)通。RL上得到被放大的負(fù)半周電流信號(hào)，如圖（c）虛線所示。

①vi>0，V1導(dǎo)通，V2截止。RL上得到被放大的正半周電流信號(hào)，如圖（b）實(shí)線所示。6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理第七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日在一個(gè)周期內(nèi)，兩管輪流導(dǎo)通，負(fù)載上得到一個(gè)完整的正弦波。

互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路：若、兩管對(duì)稱(chēng)（

值和飽和壓降等參數(shù)一致）且交替工作，互為補(bǔ)充，這種電路稱(chēng)為互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路。單電源供電的OCL電路又稱(chēng)OTL

電路，但該電路與輸出回路中需要有一個(gè)大的電解電容來(lái)替代另一個(gè)電壓。

6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理第八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日3．實(shí)用OCL電路（1）上述波形在輸出波形正負(fù)半周的交界處造成的波形失真，稱(chēng)交越失真。如圖所示。

產(chǎn)生原理：功率管存在導(dǎo)通電壓。

6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理第九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日（2）實(shí)用電路

思考題：用電阻取代VD4如何？即VD4的作用是什么？

使兩管處于甲乙類(lèi)工作狀態(tài)，即微導(dǎo)通狀態(tài)，由于R1、VD4的存在，只要偏置合適，它即可相互補(bǔ)償，消除交越失真，在負(fù)載上得到不失真的正弦波。6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理第十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

1．基本電路6.2.2?單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路

與OCL電路相比，省去了負(fù)電源，輸出端加接了一個(gè)大容量電容器。

特點(diǎn)：6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理第十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

②v1

0，V1截止，V2導(dǎo)通。RL上得到被放大的負(fù)半周電流信號(hào)，C放電。

①v1

0，V1導(dǎo)通，V2截止。RL上得到被放大的正半周電流信號(hào)，C充電。

在一個(gè)周期內(nèi)，兩只管子輪流放大正負(fù)半周電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)完整周期波形。電容C不僅耦合輸出信號(hào)，還起到負(fù)電源的作用。2．工作原理6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理第十二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日3．實(shí)用電路V1：激勵(lì)級(jí)，向V2、V3組成的互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路提供激勵(lì)信號(hào)。

R1：為V1的偏置電阻，與輸出端相連，起交、直流負(fù)反饋?zhàn)饔谩?/p>

C1

、R3：組成具有升壓功能的自舉電路。只要C1足夠大，其上交流電壓很小，因而C點(diǎn)電位跟隨輸出O點(diǎn)電位而變化，相當(dāng)于V1管的電流供電電壓自動(dòng)升高，確保V1管輸出足夠的激勵(lì)電壓。

6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理第十三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

4．采用復(fù)合管的OTL電路

（1）復(fù)合管：指用兩只或多只三極管按一定規(guī)律的組合，等效成一只三極管。如圖所示。6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理第十四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

復(fù)合管組織的原則：

①保證參與復(fù)合的每只管子三個(gè)電極的電流按各自的正確方向流動(dòng)。

②復(fù)合管的類(lèi)型取決于前一只管子。

6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理第十五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

復(fù)合管提高了電流放大倍數(shù)，增大了穿透電流，穩(wěn)定性變差。改進(jìn)電路如圖所示。

由兩只三極管組成的復(fù)合管的電流放大倍數(shù)約為兩只管子電流放大倍數(shù)系數(shù)的乘積。6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理第十六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日V3、V5：組成PNP管。V2、V4：組成NPN管。

R9、R10：負(fù)反饋電阻，用于穩(wěn)定工作點(diǎn)和減小失真；C3、C6：消振電容，消除電路可能產(chǎn)生的自激；C2、C6：組成自舉電路。

6.2OTL電路組成特點(diǎn)工作原理（2）實(shí)用電路復(fù)合管的OTL實(shí)用電路如圖所示。第十七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日6.3.1?集成功放器件的性能及主要參數(shù)它是帶散熱片的14腳雙排直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。

4100系列集成電路引腳分布及符號(hào)如圖所示。（1）外形圖與引出腳1．4100系列音頻功放集成電路6.3集成功放器件及應(yīng)用第十八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

（2）典型工作電壓

引腳工作電壓的典型值如表所示。在使用中，測(cè)量引腳的直流電壓，再與其典型值比較，是判斷集成電路工作是否正常的有效方法。

（1）STK4101系列功放厚膜集成電路簡(jiǎn)介

STK4101系列音響集成電路廣泛應(yīng)用于組合音響中作立體聲功率放大。具有輸出功率大、失真小、性能穩(wěn)定、精度高、耐熱性好、外圍電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。電路參數(shù)可參考表。

（2）STK4145Ⅱ音響厚膜集成電路

2．STK4101系列功放厚膜集成電路6.3集成功放器件及應(yīng)用第十九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

1．用DG4100集成電路組成的OTL功率放大電路6.3.2?集成功放的典型應(yīng)用電路

該應(yīng)用電路可作為收音機(jī)的整個(gè)低頻放大和功率放大電路，其輸入端可直接與收音機(jī)的檢波輸出端相接。4100系列集成電路還可作為收錄機(jī)、電唱機(jī)等的功率放大電路。

6.3集成功放器件及應(yīng)用第二十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

用STK4145Ⅱ厚膜集成電路組成的立體聲功放電路如圖所示。

2．用STK4145Ⅱ厚膜集成電路組成的立體聲功放電路6.3集成功放器件及應(yīng)用第二十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年