第六章功率放大電路

第六章功率放大電路第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日6.1.1?對功率放大器的要求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有關(guān)，種類不同，效率也不同。第二頁，共二十二頁，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）加保護電路以保護功率管

由于功率放大器工作在大信號狀態(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)重時還將產(chǎn)生幅度失真，如圖（a）所示。在常用的乙類推挽功率放大器中，還會產(chǎn)生交越失真。如圖（b）所示。4．功率管要安全工作第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日

1．功率放大器的種類6.1.2功率放大器的種類和型式

（1）甲類：Q點在放大區(qū)的中間部位。當(dāng)輸入正弦信號時，功放管在一個信號周期內(nèi)均導(dǎo)通。

（2）乙類：Q點在放大區(qū)與截止區(qū)的交界處。當(dāng)輸入正弦信號時，功放管在一個信號周期內(nèi)半周導(dǎo)通，半周截止。

（3）甲乙類：Q點位置略高于乙類，但低于甲類。當(dāng)輸入正弦信號時，功放管導(dǎo)通大于半周。6.1功率放大概念第四頁，共二十二頁，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——一個功放管，工作在甲類，功放管與輸入信號源，功放管與輸出負載，都采用變壓器耦合電路。

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

（3）互補對稱式推挽功率放大器——兩個配對功放管，工作在甲類或乙類，無輸入輸出變壓器，故稱為OTL電路。6.1功率放大概念第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日

6.2.1?雙電源互補對稱電路6.2OTL電路組成特點工作原理

1．電路基本結(jié)構(gòu)

圖（a）是雙電源互補對稱電路的基本形式，簡稱OCL電路。

特點：

（1）

V1：NPN。V2：PNP。V1V2互補對稱。

（2）兩個晶體管特性對稱，都工作在乙類狀態(tài)。第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日

2．工作原理

（2）輸入信號到達電路輸入端時

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

②vi<0，V1截止，V2導(dǎo)通。RL上得到被放大的負半周電流信號，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，如圖（b）實線所示。6.2OTL電路組成特點工作原理第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日在一個周期內(nèi)，兩管輪流導(dǎo)通，負載上得到一個完整的正弦波。

互補對稱電路：若、兩管對稱（

值和飽和壓降等參數(shù)一致）且交替工作，互為補充，這種電路稱為互補對稱電路。單電源供電的OCL電路又稱OTL

電路，但該電路與輸出回路中需要有一個大的電解電容來替代另一個電壓。

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

產(chǎn)生原理：功率管存在導(dǎo)通電壓。

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

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，它即可相互補償，消除交越失真，在負載上得到不失真的正弦波。6.2OTL電路組成特點工作原理第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日

1．基本電路6.2.2?單電源互補對稱電路

與OCL電路相比，省去了負電源，輸出端加接了一個大容量電容器。

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

②v1

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

在一個周期內(nèi)，兩只管子輪流放大正負半周電流信號，實現(xiàn)完整周期波形。電容C不僅耦合輸出信號，還起到負電源的作用。2．工作原理6.2OTL電路組成特點工作原理第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日3．實用電路V1：激勵級，向V2、V3組成的互補對稱電路提供激勵信號。

R1：為V1的偏置電阻，與輸出端相連，起交、直流負反饋作用。

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點電位跟隨輸出O點電位而變化，相當(dāng)于V1管的電流供電電壓自動升高，確保V1管輸出足夠的激勵電壓。

6.2OTL電路組成特點工作原理第十三頁，共二十二頁，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電路組成特點工作原理第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日

復(fù)合管組織的原則：

①保證參與復(fù)合的每只管子三個電極的電流按各自的正確方向流動。

②復(fù)合管的類型取決于前一只管子。

6.2OTL電路組成特點工作原理第十五頁，共二十二頁，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電路組成特點工作原理第十六頁，共二十二頁，2022年，8月28日V3、V5：組成PNP管。V2、V4：組成NPN管。

R9、R10：負反饋電阻，用于穩(wěn)定工作點和減小失真；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電路組成特點工作原理（2）實用電路復(fù)合管的OTL實用電路如圖所示。第十七頁，共二十二頁，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，共二十二頁，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、外圍電路簡單等優(yōu)點。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，共二十二頁，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的整個低頻放大和功率放大電路，其輸入端可直接與收音機的檢波輸出端相接。4100系列集成電路還可作為收錄機、電唱機等的功率放大電路。

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