第5章功率放大電路教學(xué)文案

第5章功率放大電路

多級(jí)放大電路：小信號(hào)電壓放大電路+功率放大電路

§5.1功率放大電路的一般問(wèn)題1、功率放大電路和電壓放大電路的區(qū)別2、功率放大電路的特點(diǎn)：輸出大功率：負(fù)載要獲得足夠大的輸出功率，功放管常工作在接近極限應(yīng)用狀態(tài)提高效率：負(fù)載輸出的信號(hào)功率與電源的直流功率之比（）表明直流轉(zhuǎn)變成交流能量的能力。提高效率：從減小管耗（能量損耗等入手）（三）、減小失真：極限工作將產(chǎn)生較大失真（此非線性失真不能過(guò)大）（四）、改善熱穩(wěn)定性：管耗將使功放管結(jié)溫上升超過(guò)值管子將燒毀改善此問(wèn)題:采取散熱措施

3、功率放大電路提高效率的主要途徑放大電路的四種工作狀態(tài)：甲類：T管在信號(hào)Ui整個(gè)周期內(nèi)都導(dǎo)通。ICQ較大，管耗大、低。乙類：T管在信號(hào)為半周時(shí)間導(dǎo)通甲類360°導(dǎo)電§5.2乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路(OCL電路)一、電路組成

乙類互補(bǔ)功率放大電路如下圖所示。它由一對(duì)NPN、PNP特性相同的互補(bǔ)三極管組成。這種電路也稱為OCL互補(bǔ)功率放大電路。（2）工作原理當(dāng)輸入信號(hào)處于正半周時(shí)，且幅度遠(yuǎn)大于三極管的開(kāi)啟電壓，此時(shí)NPN型三極管導(dǎo)電，有電流通過(guò)負(fù)載RL，按圖中方向由上到下，與假設(shè)正方向相同。

當(dāng)輸入信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，且幅度遠(yuǎn)大于三極管的開(kāi)啟電壓，此時(shí)PNP型三極管導(dǎo)電，有電流通過(guò)負(fù)載RL，按圖中方向由下到上，與假設(shè)正方向相反。于是兩個(gè)三極管一個(gè)正半周，一個(gè)負(fù)半周輪流導(dǎo)電，在負(fù)載上將正半周和負(fù)半周合成在一起，得到一個(gè)完整的不失真波形。(二)

分析計(jì)算管子是在大信號(hào)下工作,不能用微變等效法分析,要用圖解法分析1、輸出功率:兩者VCEQ=VCC對(duì)準(zhǔn)，負(fù)載線經(jīng)Q點(diǎn)，且斜率為

管子極限運(yùn)用:且忽略VCES影響(令Vces=0)RL上最大輸出幅度Vcem=Vcc

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。直流電源功率PV的表達(dá)式推導(dǎo)如下2．電源功率PV即PV∝Vom。當(dāng)Vom趨近VCC時(shí)，顯然PV近似與電源電壓的平方成比例。3．三極管的管耗PT

電源輸入的直流功率，有一部分通過(guò)三極管轉(zhuǎn)換為輸出功率，剩余的部分則消耗在三極管上，形成三極管的管耗。顯然

將PT畫成曲線，如圖所示。圖：乙類互補(bǔ)功放電路的管耗

顯然，管耗與輸出幅度有關(guān)，下圖中畫陰影線的部分即代表管耗，PT與Vom成非線性關(guān)系，有一個(gè)最大值?？捎肞T對(duì)Vom求導(dǎo)的辦法找出這個(gè)最大值。PTmax發(fā)生在Vom=0.64VCC處，將Vom=0.64VCC代入PT表達(dá)式，可得PTmax為對(duì)一只三極管圖：乙類互補(bǔ)功放電路的管耗4．效率η當(dāng)Vom=VCC

時(shí)效率最大，η=π/4=78.5％。3、功率管選擇：

每管管耗約為0.2POM.

若要得到最大輸出功率,功率管參數(shù)選擇應(yīng):⑴每只功率管的最大管耗Pcm≥0.2Pomax⑵功率管c-e極間最大壓降為2VCC所以應(yīng)選│V(BR)CEO│>2VCC⑶功率管ICM≥VCC/RL二、復(fù)合互補(bǔ)對(duì)稱電路：（一）復(fù)合管：一般大功率輸出級(jí)要求工作電流大：但一般大功率管的β都較小這就要求基極電流大——要求前級(jí)提供的輸出措施：采用復(fù)合管電流大（較困難）（二）

準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱電路：要使互補(bǔ)管NPN與PNP完全對(duì)稱，實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)用兩種復(fù)合管實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)作用 若T3、T4同是NPN型特性較對(duì)稱又T1、T3復(fù)合為→NPN型,準(zhǔn)互補(bǔ)T2、T4復(fù)合為→PNP型§5.3甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路

一、交越失真嚴(yán)格說(shuō)，輸入信號(hào)很小時(shí)，達(dá)不到三極管的開(kāi)啟電壓，三極管不導(dǎo)電。因此在正、負(fù)半周交替過(guò)零處會(huì)出現(xiàn)一些非線性失真，這個(gè)失真稱為交越失真。二、甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路為解決交越失真，可給三極管稍稍加一點(diǎn)偏置，使之工作在甲乙類。此時(shí)的甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路如下圖所示。

3、甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路又簡(jiǎn)稱OTL電路（輸出無(wú)變壓器：用電容C）1、電路組成分析計(jì)算：?jiǎn)坞娫捶治鰧?shí)質(zhì)上等效于具有±VCC/2雙電源的互補(bǔ)對(duì)稱電路分析計(jì)算與雙電源相類似：

2、電路存在的問(wèn)題：3、自舉電路的作用：§5.4集成功率放大器

集成功率放大器廣泛用于音響、電視和小電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方面。集成功放是在集成運(yùn)算放大器的電壓互補(bǔ)輸出級(jí)后，加入互補(bǔ)功率輸出級(jí)而構(gòu)成的?；パa(bǔ)輸出級(jí)后，加入互補(bǔ)功率輸出級(jí)而構(gòu)成的。大多數(shù)集成功率放大器實(shí)際上也就是一個(gè)具有直接耦合特點(diǎn)的運(yùn)算放大器。它的使用方法原則上與集成運(yùn)算放大器相同。

集成功放使用時(shí)不能超過(guò)規(guī)定的極限參數(shù)