模擬電路第八章課件

1、1第第8章章 功率放大電路功率放大電路281功率放大器的特點及工作狀態(tài)分類功率放大器的特點及工作狀態(tài)分類從從能量能量控制的觀點來看，都是利用有控制的觀點來看，都是利用有源器件將電源提供的直流功率轉(zhuǎn)換成負載所源器件將電源提供的直流功率轉(zhuǎn)換成負載所需的交流功率。需的交流功率。電壓放大器和功率放大器的電壓放大器和功率放大器的相同點：相同點：3電壓放大器的主要要求是使負載得到不失真電壓放大器的主要要求是使負載得到不失真的電壓放大信號，討論的主要指標是電壓放大倍的電壓放大信號，討論的主要指標是電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出電阻等，輸出功率并不一定大。數(shù)、輸入和輸出電阻等，輸出功率并不一定大。功率放大器主要要求

2、獲得一定的不失真的輸功率放大器主要要求獲得一定的不失真的輸出功率，通常是在出功率，通常是在大信號狀態(tài)下工作大信號狀態(tài)下工作，因此，功，因此，功率放大器包含著一系列電壓放大器中沒有過的特率放大器包含著一系列電壓放大器中沒有過的特殊問題。殊問題。兩者的兩者的不同點：不同點：4一、特點一、特點（1）輸出功率盡可能大）輸出功率盡可能大晶體管常常在接近極限運用狀態(tài)下工作。晶體管常常在接近極限運用狀態(tài)下工作。技術(shù)指標技術(shù)指標1：POM負載上得到的最大輸出負載上得到的最大輸出交流交流功功率。率。 (3) 分析方法以圖解法為主。分析方法以圖解法為主。(2) 大信號工作。大信號工作。5(5) 提高效率成為重要的

3、關(guān)注點。提高效率成為重要的關(guān)注點。 技術(shù)指標技術(shù)指標3：能量轉(zhuǎn)換效率能量轉(zhuǎn)換效率。 (6) 功率器件的安全問題必須考慮。功率器件的安全問題必須考慮。（4）非線性失真矛盾突出）非線性失真矛盾突出 技術(shù)指標技術(shù)指標2：非線性失真的大?。悍蔷€性失真的大小。 在效率高、非線性失真小、安全工作的前提在效率高、非線性失真小、安全工作的前提下，向負載提供足夠大的功率。下，向負載提供足夠大的功率。對功率放大器的要求：對功率放大器的要求：6一般放大器與功率放大器的區(qū)別為：一般放大器與功率放大器的區(qū)別為： 一般放大器一般放大器功率放大器功率放大器技術(shù)要求技術(shù)要求Au、Ri、RoPOm、 、非線性失、非線性失真真工

4、作狀態(tài)工作狀態(tài)小信號狀態(tài)小信號狀態(tài)大信號狀態(tài)大信號狀態(tài)分析方法分析方法小信號等效電路分小信號等效電路分析法析法圖解法圖解法7二、工作狀態(tài)分類二、工作狀態(tài)分類甲類（甲類（A類）：類）：工作點工作點Q設(shè)在設(shè)在放大區(qū)放大區(qū)，對于輸入信號為正，對于輸入信號為正弦波的整個周期內(nèi)弦波的整個周期內(nèi)ic 0，即三極管在整個周期都導(dǎo)通。因，即三極管在整個周期都導(dǎo)通。因此導(dǎo)通角此導(dǎo)通角 = 。導(dǎo)通角：通常將一個周期內(nèi)出現(xiàn)集電極電流部分所對應(yīng)導(dǎo)通角：通常將一個周期內(nèi)出現(xiàn)集電極電流部分所對應(yīng)角度的一半稱為集電極電流的導(dǎo)通角角度的一半稱為集電極電流的導(dǎo)通角iCt0iCuBEQ0(a)甲類甲類(導(dǎo)通角為導(dǎo)通角為180)能

5、量轉(zhuǎn)換效率能量轉(zhuǎn)換效率max=50%在沒有交流輸入時，電源功率全在沒有交流輸入時，電源功率全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣芎?。部轉(zhuǎn)變?yōu)楣芎摹?乙類（乙類（B類）：類）：工作點選在工作點選在導(dǎo)通的閾值點導(dǎo)通的閾值點（UBEQ= UBE(on)，ICQ=0），因此只有在輸入信號的半個周期），因此只有在輸入信號的半個周期內(nèi)有內(nèi)有ic，導(dǎo)通角，導(dǎo)通角 = /2。 iCt0iCuBEQ(b)20 (b)B類類(導(dǎo)通角為導(dǎo)通角為90)9iCt0iCuBEQ(c)0(c)C類類(導(dǎo)通角導(dǎo)通角90)丙類（丙類（C類）：類）：Q點在選在截止區(qū)以內(nèi)，晶體管只有點在選在截止區(qū)以內(nèi)，晶體管只有不到半周導(dǎo)通（導(dǎo)通角小于不到半周導(dǎo)通（導(dǎo)通角

6、小于90o）,導(dǎo)通角導(dǎo)通角0 /2。 10甲乙類（甲乙類（AB類）類）：工作點選在放大區(qū)中，：工作點選在放大區(qū)中，但靠近截止區(qū)的地方，導(dǎo)通角但靠近截止區(qū)的地方，導(dǎo)通角 0。 當(dāng)當(dāng)ui為為負半周負半周時，時，V2導(dǎo)通，導(dǎo)通，V1截止，為射極輸出器截止，為射極輸出器，uo=ui。iC1流出負載流出負載uo2UCC最大集電極電流：最大集電極電流： 最大集電極耗散功率：最大集電極耗散功率： LCCCMRUIOmTMPP2 . 036若分析時，若分析時，UBE(on) 0，則輸出會產(chǎn)生，則輸出會產(chǎn)生交越失真：交越失真： 交越失真iC10uBE0io,uoiC2ui0 t t4 乙類互補推挽功率放大電路的

7、乙類互補推挽功率放大電路的交越失真：交越失真： 為了解決交越失真，給晶體管稍加一點偏置，使為了解決交越失真，給晶體管稍加一點偏置，使之工作在甲乙類放大狀態(tài)：之工作在甲乙類放大狀態(tài)： 37(a)(b)RCVD1VD2V1V2V3UCCUiRCV1V2V3UCCUiAI1I2R1R2BRLRL UEE UEEV4圖圖8.3.5克服交越失真的互補電路克服交越失真的互補電路(a)二極管偏置方式；二極管偏置方式；(b)模擬電壓源偏置方式模擬電壓源偏置方式 為提高電路的能量轉(zhuǎn)換效率，設(shè)置的偏壓較小，所以為提高電路的能量轉(zhuǎn)換效率，設(shè)置的偏壓較小，所以分析計算時仍可視其為乙類工作狀態(tài)。分析計算時仍可視其為乙類

8、工作狀態(tài)。3839當(dāng)信號最大時，當(dāng)信號最大時，Uom(max)UCC，所以輸出的，所以輸出的最大功率為最大功率為 40 二、單電源互補跟隨乙類功率放大器二、單電源互補跟隨乙類功率放大器(OTL) LL12CR f （8-3-17）由于電容器的容量很大，動態(tài)時，在信號變化一周內(nèi)，電由于電容器的容量很大，動態(tài)時，在信號變化一周內(nèi)，電容兩端電壓可以基本保持恒定。容兩端電壓可以基本保持恒定。412(max)CComUU故，該電路負載得到的最大交流功率故，該電路負載得到的最大交流功率PLm為為LCCLCCLomLmRURURUP222(max)81)2(2121LCCEmRUP22%.max57842L

9、LRfC21為保證功率放大器良好的低頻響應(yīng)，電容為保證功率放大器良好的低頻響應(yīng)，電容C必須滿足必須滿足 43例例1：題中：題中Ucc=35v,RL35 ，流過負載電阻的電，流過負載電阻的電流為流為iL0.45coswt(A)求：（求：（1）負載所獲得的功）負載所獲得的功率率Po；（；（2）電源提供的平均功率）電源提供的平均功率 （3）每管的管）每管的管耗耗 44例例2：某某OCL互補對稱電路如圖所示，已知三極互補對稱電路如圖所示，已知三極管管T1、T2的飽和壓降的飽和壓降Uces=1V，Ucc18V，RL8 (1)計算電路的最大不失真輸出功率計算電路的最大不失真輸出功率PLM；(2)計算電路的最大效率計算電路的最大效率 max；(3)為保證電路正常