第3章功率放大器

1、第號(hào)章功隼敎丈器E功平教女電略簡(jiǎn)介一. 功率放大電路研究的問(wèn)題二、對(duì)功率放大電路的要求三、晶體管的工作方式四. 功率放大電路的種類(lèi)功率放大電路以獲得最大輸出功率為目標(biāo)，即 不僅要求足夠大的電壓變化量，而且還要求足夠大 的電流變化量，它能高效地把直流電能轉(zhuǎn)化為按輸 入信號(hào)變化的交流電能，即能夠向負(fù)載提供足夠輸 出功率的電路稱(chēng)為功率放大器，簡(jiǎn)稱(chēng)功放。一、功率微丈電曙斫究的問(wèn)麵2今祈方法:大信號(hào)作用，故應(yīng)采用圖解法。1.徃飩犒標(biāo)：輸出功率和效率。 若已知t/°m，則可得P°m。pOm Rl最大輸出功率與電源損耗的平均功率之比為效率OM晶俸管的迄用：根據(jù)極限參數(shù)選擇晶體管。在功放中

2、，晶體管集電極或發(fā)射極電流的最大值接近最大集電極電流/cm，管壓降的最大值接近c(diǎn)e反向擊穿電壓(BR)CEO，集電極消耗功率的最大值接近集電極最大耗散功率PCM。稱(chēng)為工作在盡限狀態(tài)。1.輸出功率盡可能要高2.效率要高設(shè)放大器的輸出功率為Po, 電源消耗的功率為PE,則功放電路的效率為：二、對(duì)功卑敎殳電酪的要疝7,稔出功車(chē)盡可滋丈：即在電源電壓一定的情況下，最 大不失真輸出電壓最大。2數(shù)車(chē)盡可滋鳥(niǎo)：即電路損耗的直流功率盡可能小，靜 態(tài)時(shí)功放管的集電極電流近似為0。三、晶俸管的工作方式A甲類(lèi)方式：晶體管在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)均處于導(dǎo)通狀態(tài)2乙類(lèi)方式：晶體管僅在信號(hào)的半個(gè)周期處于導(dǎo)通狀態(tài)M甲乙類(lèi)方式：晶

3、體管在信號(hào)的多半個(gè)周期處于導(dǎo)通狀態(tài)放大電路的四種工作狀態(tài)：甲類(lèi)：T管在信號(hào)Ui整個(gè)周期內(nèi)都導(dǎo)通。Icq較 大，管耗大.效率低。乙類(lèi)：T管在信號(hào)為半周時(shí)間導(dǎo)通甲類(lèi)360 °導(dǎo)電fDO=2ji 0導(dǎo)通乍乙類(lèi)180。導(dǎo)電0=71甲 乙類(lèi)：T管在信號(hào)在小于一周期大于半周期導(dǎo) 通.管耗低.扌是高耳丙類(lèi)：T管在信號(hào)半周時(shí)間導(dǎo)通0IIIIII丙類(lèi)<180°導(dǎo)電T咒0<7CE甲類(lèi)工作狀態(tài)失真小，靜態(tài)電流大，管耗大，效率低。乙類(lèi)工作狀態(tài)失真大，靜態(tài)電流為零，管耗小，效率高。甲乙類(lèi)工作狀態(tài)失真大，靜態(tài)電流小，管耗小，效率較高。+ CC tCUXQ1 |L做功放適合嗎?ZB乙類(lèi)稚挽電

4、路u be信號(hào)的正半周T導(dǎo)通、丁2截止；負(fù)半丿丁2導(dǎo)通、T截止。兩只管子交替工作，稱(chēng)為“推挽” O設(shè)“為常量，則負(fù)載上可獲得正弦波。輸入信號(hào)越大，電源提供的功率也越大。靜態(tài)時(shí)，Ueq= Ubq=0。輸入電壓的正半周：+地輸入電壓的負(fù)半周：地1丁2 T “CCV2兩只管子交替導(dǎo)通，兩路電源交替供電，雙向跟隨。i=o V、V2 截止 i>0 V導(dǎo)通V2截止 o =，E1 =UO =c/l “產(chǎn)0 V2導(dǎo)通 Vi截止 -，E2 =，C2，UO = C2L電路組成及工作原理%E+ °U-1+MoT T ES兩只管子交替導(dǎo)通，兩路電源交替供電，雙向跟隨。OTL電跆輸入電壓的正半周：+ V

5、qqT>C»Rl地C充電。輸入電壓的負(fù)半周：C 的 “ + ” 一丁2地tRlC “ 一” C放電。仏、75c足夠大，才能認(rèn)為其對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路。 OTL電路低頻特性差。BTL電賂、丁2是雙端輸入、雙端輸 出形式，輸入信號(hào)、負(fù);電阻均無(wú)接地點(diǎn)。管子多，損耗大，使效率低。輸入電壓的正半周：+ Vcc> T > T4地輸入電壓的負(fù)半周:+ Vcc> T2 »Rl-> T3地V2兒種電賂的比輟變壓器耦合乙類(lèi)推挽：?jiǎn)坞娫垂╇?，笨重，效?低，低頻特性差。OTL電路：?jiǎn)坞娫垂╇?，低頻特性差。OCL電路：雙電源供電，效率高，低頻特性好。BTL電路：?jiǎn)坞?/p>

6、源供電，低頻特性好；雙端輸入 雙端輸出。二.OCL電跆A綸拠怨的要求互補(bǔ)輸出級(jí)是直接耦合的功率放大電路。對(duì)輸出級(jí)的要求：帶負(fù)載能力強(qiáng)；直流功耗小；負(fù)載電阻 上無(wú)直流功耗；射極輸出形式靜態(tài)工作電流小求嗎？ o 心+%最大不失真輸岀奧壓最大。wo-oJ輸入為零時(shí)輸出為零雙電源供電時(shí)的峰值接 近電源電壓。單電源供電/m的峰值接近 二分之一電源電壓。2基碎電略(1)特征：T1、丁2特性理想對(duì)稱(chēng)。(3)動(dòng)態(tài)分析血正半周，電流通路為 +匕乂一T1Rl地，血負(fù)半周，電流通路為 地T 血丁2 -Vcc，兩只管子交替工作，兩路電源交替供電, 雙向跟隨。三.甲乙奏車(chē)電源盤(pán)樸對(duì)隸教玄電盼一 OTL 電路(Outpu

7、t Transformerless )電容C的作用：1）充當(dāng)Vcc/2電源2）耦合交流信號(hào)當(dāng)=0時(shí)：堆=*©當(dāng)Wj> 0時(shí)：Vi導(dǎo)通，C充電，片的等效電源電壓+ 0.5Vcc。當(dāng)“i v 0時(shí)：#2導(dǎo)通，C放電，#2的等效電源電壓-0.5Vcc。應(yīng)用OCL電路有關(guān)公式時(shí)，要用Vcc/ 2取代Vcc。工作過(guò)程：在輸入 信號(hào)的正半周，VT導(dǎo) 通，7C1流過(guò)負(fù)載；負(fù)半周，VT?導(dǎo)通, 7C2流過(guò)負(fù)載。在信號(hào)的整個(gè)周期 都有電流流過(guò)負(fù)載，負(fù) 載上讓和uO基本上 是正弦波。電容c的作用：1）充當(dāng)Vcc/2電源2）耦合交流信號(hào)+兀C2兀 Rl/l電容器C選擇：C>OTL 乙類(lèi)互補(bǔ)電路

8、圖解分析假設(shè)VT. VT?的特性曲線對(duì)稱(chēng):_ Vcc2撲么mS】n加W）二曽V2cc2叭77= =783M"niwi消除失真的方法:設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)時(shí)T、丁2處于臨界導(dǎo)通狀態(tài), 有信號(hào)時(shí)至少有一只導(dǎo)通； 偏置電路對(duì)動(dòng)態(tài)性能影響要小。青爭(zhēng)1 56若z2>>/b,則R3+R4 TTb1B2 a rUbE消涂麥越失克的互補(bǔ)綸岀後故稱(chēng)之為Ube倍增電路小結(jié)1.功率管的工作類(lèi)型類(lèi)別特點(diǎn)Q點(diǎn)波形甲類(lèi)無(wú)失真 Q較高Icq較大 Q較高?CQO甲乙類(lèi)有失真 效率高，CQ小 Q較低Icqn乙類(lèi)失真大，CQ = 0LZic效率最高Q最低【cqoa2. OCL和OTL功放電路的特性cL

9、 T O優(yōu)點(diǎn)率源 頻電 ,At-缺點(diǎn)主 要 公 式2"蟲(chóng)W 0庇 矚2m2v去農(nóng) 如懇疥好 耗 最 直 效最五衣合管復(fù)合管的組成：多只管子合理連接等效成一只管子。 目的：增大傷 減小前級(jí)驅(qū)動(dòng)電流，改變管子的類(lèi)型。不同類(lèi)型的管子復(fù)合后，其類(lèi)型決定于T管。1.復(fù)合管（達(dá)林頓管）目的：實(shí)現(xiàn)管子參數(shù)的配對(duì)（i+aLS|2o（1+01）（1 + A） bi=（1 + 01 + 02+ PP1），bl（01 + 2 + 012）?bl A rbl （* I02（1+傷），blI e0總0102be= bel+（1 + A）rbe2NPN + NPNoNPNNPN + PNPNPNPNP + PNP PNPPNP + NPNPNP復(fù)合管電路晶體管的類(lèi)型由復(fù)合管中的第一支管子決定。六.功放管的散熱問(wèn)題晶體符.功放管散熱問(wèn)題由于功率放大器的工作電壓、電流都很大，管耗大, 使管子