模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)楊拴科第9章

1、上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 功率放大電路的特點及分類功率放大電路的特點及分類 1特點特點 (1) 要有盡可能大的輸出功率要有盡可能大的輸出功率 (2) 效率要高效率要高 (3) 非線性失真要小非線性失真要小 (4) 要加裝散熱和保護裝置要加裝散熱和保護裝置 (5) 要用圖解法分析要用圖解法分析 9 功率放大電路功率放大電路 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 2工作狀態(tài)分類工作狀態(tài)分類 (1) 甲類放大電路甲類放大電路 根據(jù)晶體管的靜態(tài)工作點的位置不同分根據(jù)晶體管的靜態(tài)工作點的位置不同分 b. 能量轉(zhuǎn)換效率低能量轉(zhuǎn)換效率低 特點特點

2、c. 放大管的導(dǎo)通角放大管的導(dǎo)通角 =2 靜態(tài)工作靜態(tài)工作 點位置點位置 iC1 ICQ t =2 O 2 集電極電集電極電 流波形流波形 大大 a. 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗 CQCEQC IUP uCE iC O QA 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) (2) 乙類放大電路乙類放大電路 b. 能量轉(zhuǎn)換效率高能量轉(zhuǎn)換效率高 c. 輸出失真大輸出失真大 特點特點 d. 放大管的導(dǎo)通角放大管的導(dǎo)通角 = t iC2 2 = O 3 集電極電集電極電 流波形流波形 a. 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗0 CQCEQC IUP 靜態(tài)工作靜態(tài)工作 點位置點位置 uCE iC O QA 上頁上頁

3、下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) (3) 甲乙類放大電路甲乙類放大電路 a. 靜態(tài)功耗較小靜態(tài)功耗較小 b. 能量轉(zhuǎn)換效率較高能量轉(zhuǎn)換效率較高 c. 輸出失真較大輸出失真較大 特點特點 d. 放大管的導(dǎo)通角放大管的導(dǎo)通角 2 t iC3 2 O 3 ICQ 0 時時 T1導(dǎo)通導(dǎo)通 T2截止截止 輸入信號輸入信號ui輸出信號輸出信號uo 電流電流io方向方向 uoui + RL T1 ui + _ +VCC _ iC1 iC2 T2 VCC uo _ A 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) c. ui |2VCC (3) ICMVCC/RC 功率器件與

4、散熱功率器件與散熱 在互補推挽功率放大電路中在互補推挽功率放大電路中, ,功率管的極限參數(shù)功率管的極限參數(shù) 應(yīng)滿足以下關(guān)系應(yīng)滿足以下關(guān)系 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 2二次擊穿的影響二次擊穿的影響 iC uCE O B A 二次擊穿二次擊穿 一次擊穿一次擊穿 S/B曲線曲線 二次擊穿現(xiàn)象二次擊穿現(xiàn)象 二次擊穿臨界曲線二次擊穿臨界曲線 iC uCE O 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 1. V型型NMOS管的結(jié)構(gòu)管的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)剖面圖結(jié)構(gòu)剖面圖 功率功率MOSFET s 源極源極 g 柵極柵極 金屬金屬 源極源極 S i O2 溝道溝

5、道溝道溝道外延層外延層 襯底襯底 d 漏極漏極 _ _ N + + PP N N + + N + + 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 2. V型型NMOS管的主要特點管的主要特點 (1) 開關(guān)速度高開關(guān)速度高 (2) 驅(qū)動電流小驅(qū)動電流小 (3) 過載能力強過載能力強 (4) 易于并聯(lián)易于并聯(lián) 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) IGBT等等 效電路效電路 d T1 g s R T2 IGBT電電 路符號路符號 g s d T 絕緣柵雙極型晶體管（絕緣柵雙極型晶體管（IGBT） 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

6、 絕緣柵雙極型晶體管絕緣柵雙極型晶體管( (IGBT) )的主要特點：的主要特點： (1) 輸入阻抗高輸入阻抗高 (2) 工作速度快工作速度快 (3) 通態(tài)電阻低通態(tài)電阻低 (4) 阻斷電阻高阻斷電阻高 (5) 承受電流大承受電流大 兼顧了兼顧了MOSFET和和BJT的的 優(yōu)點，成為當前功率半導(dǎo)優(yōu)點，成為當前功率半導(dǎo) 體器件發(fā)展的重要方向。體器件發(fā)展的重要方向。 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 外殼外殼c 集電結(jié)集電結(jié)j 散熱器散熱器s R( t h ) j c R( t h ) c s R( t h ) s a 環(huán)境環(huán)境a 功率器件的散熱功率器件的散熱 晶體管的

7、散熱示意圖晶體管的散熱示意圖 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 導(dǎo)電回路（電路）導(dǎo)電回路（電路）散熱回路（熱路）散熱回路（熱路） 參參 量量 符符 號號 單單 位位參參 量量符符 號號 單位單位 電電 壓壓UV溫溫 差差T oC 電電 流流IA最大允最大允 許功耗許功耗 PCMW 電電 阻阻R熱熱 阻阻RT oC/W 功率器件的散熱分析方法功率器件的散熱分析方法 導(dǎo)電回路和散熱回路參數(shù)對照表導(dǎo)電回路和散熱回路參數(shù)對照表 電電熱模擬法熱模擬法, ,即用電路來模擬功率器件的散熱即用電路來模擬功率器件的散熱 回路?；芈?。 上頁上頁 下頁下頁返回返回 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) Tj集電結(jié)的結(jié)溫集電結(jié)的結(jié)溫 Tc 功率管的殼溫功率管的殼溫 Ts 散熱器溫度散熱器溫度 Ta 環(huán)境溫度環(huán)境溫度 Rjc