電子技術(shù)課件 (6)

1、 6.1功率放大概念功率放大概念 本章小結(jié)本章小結(jié)第六章功率放大電路6.2OTL 電路組成特點及工作原理電路組成特點及工作原理6.3集成功放器件及應(yīng)用電路集成功放器件及應(yīng)用電路 6.1.1對功率放大器的要求對功率放大器的要求6.1功率放大概念功率放大概念2放大器的效率要高放大器的效率要高功率放大器的效率功率放大器的效率 ： 1輸出足夠的功率輸出足夠的功率。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。也越小。%PP100dO ；P0功

2、率放大器的交流輸出功率。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。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。效率與放大器的種類有關(guān)，種類不同，效率也不同。 6.1功率放大概念功率放大概念 3失真要小失真要?。?）加散熱措施以控制結(jié)溫）加散熱措施以控制結(jié)溫（2）加保護電路以保護功率管）加保護電路以保護功率管由于功率放大器工作在由于功率放大器工作在大信號狀態(tài)，功放管的電壓、大信號狀態(tài)，功放管的電壓、電流變化幅度大，超出晶體電流變化幅度大，超出晶體管特性曲線的線性范圍，產(chǎn)管特性曲線的線性范圍，產(chǎn)生非線性失真，嚴重時還將生非線性失真，嚴重

3、時還將產(chǎn)生幅度失真，如圖（產(chǎn)生幅度失真，如圖（a）所）所示。在常用的乙類推挽功率示。在常用的乙類推挽功率放大器中，還會產(chǎn)生交越失放大器中，還會產(chǎn)生交越失真。如圖（真。如圖（b）所示。）所示。4功率管要安全工作功率管要安全工作 1功率放大器的種類功率放大器的種類6.1.2功率放大器的種類和型式功率放大器的種類和型式 （1）甲類甲類：Q 點在放大區(qū)的中間部位。當輸入正弦信點在放大區(qū)的中間部位。當輸入正弦信號時，功放管在一個信號周期內(nèi)均導(dǎo)通。號時，功放管在一個信號周期內(nèi)均導(dǎo)通。（2）乙類乙類：Q 點在放大區(qū)與截止區(qū)的交界處。當輸入點在放大區(qū)與截止區(qū)的交界處。當輸入正弦信號時，功放管在一個信號周期內(nèi)半

4、周導(dǎo)通，半周截止。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）甲乙類甲乙類：Q 點位置略高于乙類，但低于甲類。當點位置略高于乙類，但低于甲類。當輸入正弦信號時，功放管導(dǎo)通大于半周。輸入正弦信號時，功放管導(dǎo)通大于半周。6.1功率放大概念功率放大概念 2功率放大器的電路型式功率放大器的電路型式（1）單管功率放大器單管功率放大器一個功放管，工作在甲類，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。合電路。 （2）推挽功率放大器推挽功率放大器兩個配對功放管，工作在甲兩個配對功放管，工作在甲類或乙類

5、，輸入輸出負載都采用變壓器耦合電路。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互補對稱式推挽功率放大器兩個配對功放管，兩個配對功放管，工作在甲類或乙類，無輸入輸出變壓器，故稱為工作在甲類或乙類，無輸入輸出變壓器，故稱為 OTL電路。電路。6.1功率放大概念功率放大概念 6.2.1雙電源互補對稱電路雙電源互補對稱電路6.2OTL電路組成特點工作原理電路組成特點工作原理1電路基本結(jié)構(gòu)電路基本結(jié)構(gòu)圖（圖（a）是雙電源互補對稱電路的基本形式，簡稱）是雙電源互補對稱電路的基本形式，簡稱 OCL電路。電路。 特點：特點：（1） V1：NPN。 V2：PNP 。V1 V2互補

6、對稱?；パa對稱。（2）兩個晶體管特性對稱，）兩個晶體管特性對稱，都工作在乙類狀態(tài)。都工作在乙類狀態(tài)。 2工作原理工作原理（2）輸入信號到達電路輸）輸入信號到達電路輸入端時入端時（1）vi = 0 時時，V1V2 截止，截止，iC1 = iC2 = 0 兩管均無偏置，兩管兩管均無偏置，兩管基極電流均為零而截止。基極電流均為零而截止。 vi 0 ，V1 導(dǎo)通，導(dǎo)通，V2 截止。截止。RL 上得到被放大的正半上得到被放大的正半周電流信號，如圖（周電流信號，如圖（b）實線所示。）實線所示。6.2OTL電路組成特點工作原理電路組成特點工作原理 在一個周期內(nèi)，兩管輪流在一個周期內(nèi)，兩管輪流導(dǎo)通，負載上得到

7、一個完整的導(dǎo)通，負載上得到一個完整的正弦波。正弦波。 互補對稱電路互補對稱電路：若、兩管對稱（：若、兩管對稱（ 值和飽和壓降等參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。單電源供電的路。單電源供電的 OCL 電路又稱電路又稱 OTL 電路，但該電路與電路，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。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電路組成特點工作原理 3實用實用 OCL 電路電路（1）上述波形在輸出波形正負半周的交界處造成）上述波形在輸出波形正負

8、半周的交界處造成的波形失真，稱交越失真。如圖所示。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。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電路組成特點工作原理 （2）實用電路）實用電路思考題思考題：用電阻取代：用電阻取代 VD4如何？即如何？即 VD4 的作用是的作用是什么？什么？使兩管處于甲乙類工作使兩管處于甲乙類工作狀態(tài)，即微導(dǎo)通狀態(tài)，由于狀態(tài)，即微導(dǎo)通狀態(tài)，由于R1、VD4 的存在，只要偏置的存在，只要偏置合適，它即可相互補償，消合適，它即可相互補償，消除交越失真，在負載上得到除交越失真，在負載上得到不失真的正弦波。不失真的正弦波。6.2OTL電路

9、組成特點工作原理電路組成特點工作原理 1基本電路基本電路6.2.2單電源互補對稱電路單電源互補對稱電路與與 OCL 電路電路相比，省去了負電相比，省去了負電源，輸出端加接了源，輸出端加接了一個大容量電容器。一個大容量電容器。 特點：特點：6.2OTL電路組成特點工作原理電路組成特點工作原理 v1 0 0 ， V1 截止，截止， V2 導(dǎo)通。導(dǎo)通。 RL 上得到被放大上得到被放大的負半周電流信號，的負半周電流信號，C 放電。放電。 v1 0 0， V1 導(dǎo)通，導(dǎo)通， V2 截止。截止。 RL 上得到被放大上得到被放大的正半周電流信號，的正半周電流信號，C 充電。充電。在一個周期內(nèi)，兩只管子輪流放

10、大正負半周電流信號，實在一個周期內(nèi)，兩只管子輪流放大正負半周電流信號，實現(xiàn)現(xiàn)完整周期波形完整周期波形。電容。電容 C 不僅耦合輸出信號，還起到負電源的不僅耦合輸出信號，還起到負電源的作用。作用。2工作原理工作原理6.2OTL電路組成特點工作原理電路組成特點工作原理 3實用電路實用電路V1：激勵級，向激勵級，向 V2、 V3 組成的互補組成的互補對稱電路提供激勵對稱電路提供激勵信號。信號。 R1：為：為 V1 的偏的偏置電阻，與輸出端置電阻，與輸出端相連，起交、直流相連，起交、直流負反饋作用。負反饋作用。 C1 、 R3 ：組成具有升壓功能的自舉電路。只要：組成具有升壓功能的自舉電路。只要 C1

11、 足夠大，足夠大，其上交流電壓很小，因而其上交流電壓很小，因而 C 點電位跟隨輸出點電位跟隨輸出 O 點電位而變化，點電位而變化，相當于相當于 V1 管的電流供電電壓自動升高，確保管的電流供電電壓自動升高，確保 V1 管輸出足夠的激管輸出足夠的激勵電壓。勵電壓。 6.2OTL電路組成特點工作原理電路組成特點工作原理 4采用復(fù)合管的采用復(fù)合管的 OTL 電路電路（1）復(fù)合管：指用兩只或多只三極管按一定規(guī)律的組合，）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。等效成一只三極管。如圖所示。6.2OTL電路組成特點工作原理電路組成特點工作原理 復(fù)合管組織的原則：復(fù)合管組織

12、的原則： 保證參與復(fù)合的每只管子三個電極的電流按各自的保證參與復(fù)合的每只管子三個電極的電流按各自的正確方向流動。正確方向流動。 復(fù)合管的類型取決于前一只管子。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電路組成特點工作原理 復(fù)合管提高了電流復(fù)合管提高了電流放大倍數(shù)，增大了穿透放大倍數(shù)，增大了穿透電流，穩(wěn)定性變差。改電流，穩(wěn)定性變差。改進電路如圖所示。進電路如圖所示。由兩只三極管組由兩只三極管組成的復(fù)合管的電流放成的復(fù)合管的電流放大倍數(shù)約為兩只管子大倍數(shù)約為兩只管子電流放大倍數(shù)系數(shù)的電流放大倍數(shù)系數(shù)的乘積。乘積。6.2OTL電路組成特點工作原理電路組成特點工作原理 V3、V5

13、：組成組成 PNP 管管 。V2、V4：組成組成 NPN 管。管。 R9、 R10 ：負反饋電負反饋電阻，用于穩(wěn)定工作點和減阻，用于穩(wěn)定工作點和減小失真；小失真； C3、 C6：消振電容，消振電容，消除電路可能產(chǎn)生的自激；消除電路可能產(chǎn)生的自激； C2、 C6：組成自舉電組成自舉電路。路。 6.2OTL電路組成特點工作原理電路組成特點工作原理（2）實用電路）實用電路復(fù)合管的復(fù)合管的 OTL 實用電路如圖所示。實用電路如圖所示。 6.3.1集成功放器件的性能及主要參數(shù)集成功放器件的性能及主要參數(shù)它 是 帶 散它 是 帶 散熱片的熱片的 14 腳雙腳雙排直插式塑料排直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。封裝結(jié)構(gòu)。

14、4100 系列集成電路引腳分布及符號如圖所示。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）外形圖與引出腳14100 系列音頻功放集成電路系列音頻功放集成電路6.3集成功放器件及應(yīng)用集成功放器件及應(yīng)用 （2）典型工作電壓）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。的有效方法。（1）STK4101 系列功放厚膜集成電路簡介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

15、作立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、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。耐熱性好、外圍電路簡單等優(yōu)點。電路參數(shù)可參考表。（2）STK4145 音響厚膜集成電路音響厚膜集成電路2STK4101 系列功放厚膜集成電路系列功放厚膜集成電路6.3集成功放器件及應(yīng)用集成功放器件及應(yīng)用 1用用 DG4100 集成電路組成的集成電路組成的 OTL 功率放大電路功率放大電路6.3.2集成功放的典型應(yīng)用電路集成功放的典型應(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，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。其輸入端可直接與收音機的檢波輸出端相接。4100 系列集成電路系列集成電路還可作為收錄機、電唱機等的功率放大電路。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)用集成功放器件及應(yīng)用 用用 STK4145 厚膜集成電路組成厚膜集成電路組成的立體聲功放電路的立體聲功放電路如圖所示。如圖所示。2用用 STK4145 厚膜集成電路組成的立體聲功放電路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)用集成功放器件及應(yīng)用 本章小結(jié)本章小結(jié)1功率放大器的要求：（功率放大