模擬電子技術答案第9章功率放大電路

1、第9章功率放大電路自測題一、選擇合適的答案填入括號內。(i)功率放大電路的最大輸出功率是在輸入電壓為正弦波時，輸出基本不失真情況下，負載上可獲得的最大(A)。A.交流功率B.直流功率C.平均功率(2)功率放大電路的轉換效率是指(B)。A.輸出功率與晶體管所消耗的功率之比；B.最大輸出功率與電源提供的平均功率之比；C.晶體管所消耗的功率與電源提供的平均功率之比。(3)在選擇功放電路中的晶體管時，應當特別注意的參數(shù)有(BDE)。A.3B.IcmC.IcboD.UceoE.PcmF.fT(4)若圖T9.1所示電路中晶體管飽和管壓降的數(shù)值為Uces,則最大輸出功率POM=(C)。2(Vcc-Uces)

2、A.2Rl12(-VCC-Uces)B.-Rl12(-Vcc-Uces)c.-2Rl二、電路如圖T9.2所示，已知Tl和T2的飽和管壓降Uces=2V,直流功耗可忽略不計。回答下列問題：(1)R3、R4和T3的作用是什么？(2)負載上可能獲得的最大輸出功率Pom和電路的轉換效率刀各為多少？(3)設最大輸入電壓的有效值為IV。為了使電路的最大不失真輸出電壓的峰值達到16V,電阻R6至少應取多少千歐？解：(1)消除交越失真。(2)最大輸出功率和效率分別為:POm=(VCCUCES)=16W,“VCCUCES=4VCC69.8%(3)由題意知，電壓放大倍數(shù)為:Au=1R6Uomax_Ri.2Ui-.

3、21omax16=11.3R6.(11.3-1)R,-10.3k1習題9.1判斷下列說法是否正確，用“同為表示判斷結果。（1）在功率放大電路中，輸出功率越大，功放管的功耗越大。（洋（2）功率放大電路的最大輸出功率是指在基本不失真情況下，負載上可能獲得的最大交流功率。（V）（3）當OCL電路的最大輸出功率為1W時，功放管的集電極最大功耗應大于1W。（不（4）功率放大電路與電壓放大電路、電流放大電路的共同點是都使輸出電壓大于輸入電壓；（）都使輸出電流大于輸入電流；（）都使輸出功率大于信號源提供的輸入功率。（V）（5）功率放大電路與電壓放大電路的區(qū)別是前者比后者電源電壓高；（）前者比后者電壓放大倍數(shù)

4、數(shù)值大；（）前者比后者效率高；（V）在電源電壓相同的情況下，前者比后者的最大不失真輸出電壓大。（V）（6）功率放大電路與電流放大電路的區(qū)別是前者比后者電流放大倍數(shù)大；（）前者比后者效率高；（V）在電源電壓相同的情況下，前者比后者的輸出功率大。（V）9.2已知電路如圖P9.2所示,Ti和丁2管的飽和管壓降Uces=3V,Vcc=15V,Rl=8Q,選擇正確答案填入空內。電路中D1和D2的作用是消除（C）。A.飽和失真B.截止失真C.交越失真（2）靜態(tài)時，晶體管發(fā)射極電位Ueq（B）。A.0B.=0C.0最大輸出功率Pom（C）。A.=28WB.=18WC.=9W當輸入為正弦波時，若R虛焊，即開路

5、，則輸出電壓（C）。A.為正弦波B.僅有正半波C.僅有負半波若D1虛焊，則管（A）。A.可能因功耗過大而燒壞B.始終飽和C.始終截止9.3 電路如圖P9.2所示。在出現(xiàn)下列故障時，分別產(chǎn)生什么現(xiàn)象?R開路；（2）D1開路；（3）R2開路；（4）一集電極開路；（5）R短路；（6）D1短路解：（1）R開路：T1截止，T2可能因飽和而燒毀。D1開路：/、T2都可能因飽和而先后被燒毀。R2開路：丁2截止，可能因飽和而燒毀。一集電極開路：T1不工彳Uo只有負半周。R短路：可能因飽和而被燒毀，負載電阻也不安全。Di短路：會出現(xiàn)交越失真。9.4 在圖P9.2所示電路中，已知Vcc=16V,Rl=4Q,Ti和

6、T2管的飽和壓降Uces=2V,輸入電壓足夠大。試問：(1)最大輸出功率Pom和效率刀各為多少？(2)晶體管的最大功耗PTmax為多少？(3)為了使輸出功率達到Pom,輸入電壓的有效值約為多少?2(VccUCES)2rL=24.5W,解：(1)最大輸出功率和效率分別為=三Vcc-U-69.8%4Vcc(2)晶體管的最大功耗PTmax:0.2POm0.2Vc2c2Rl=6.4W(3)輸出功率為Pom時的輸入電壓有效值Ui：Uom:9.9V9.5在圖P9.5所示電路中，已知二極管的導通電壓為Ud=0.7V,晶體管導通時的Ube=0.7V,T2和T3管發(fā)射極靜態(tài)電位Ueq=0V。試問：(1)Ti、T

7、3和T5管的基極靜態(tài)電位各為多少？(2)設R2=10kQ,R3=100Qo若Ti和T3管基極的靜態(tài)電流可以忽略不計，則T5管集電極靜態(tài)電流約為多少？靜態(tài)時UI=?(3)若靜態(tài)時iBiiB3,則應調節(jié)哪個參數(shù)可使iBi=iB3?如何調節(jié)？(4)電路中二極管的個數(shù)可以是1、2、3、4嗎？你認為哪個最合適？為什么？解：(1)Ti、T3和T5管的基極靜態(tài)電位分別為Ub1=1.4V;UB3=-0.7V;Ub5=T7.3V(2)靜態(tài)時T5管集電極電流:IcqJCC7臼=1.66mA;R2輸入電壓：uI定uB5=T7.3V。(3)若靜態(tài)時iB1iB3,則應增大R2(調節(jié)R2可以改變輸出端的直流電壓)。(-I

8、SV)圖P9.5(4)采用如圖所示兩只二極管加一個小阻值電阻合適，也可只用三只二極管。這樣一方面可使輸出級晶體管工作在臨界導通狀態(tài)，可以消除交越失真；另一方面在交流通路中,Di和D2管之間的動態(tài)電阻又比較小，可忽略不計，從而減小交流信號的損失。9.6電路如圖P9.5所示。在出現(xiàn)下列故障時，分別產(chǎn)生什么現(xiàn)象？(1)R2開路；(2)Di開路；(3)R2短路；Ti集電極開路；(5)R3短路。解：(1)R2開路：Ti、T2截止，T4可能因飽和而燒毀。Di開路：T3、T4都可能因飽和而先后被燒毀。R2短路：T2可能因飽和而被燒毀，負載電阻也不安全。Ti集電極開路：Ti、T2構成的復合管的放大倍數(shù)3=32

9、,信號正半周放大不R3短路：會出現(xiàn)交越失真。9.7在圖P9.5所示電路中，已知T2和T4管的飽和壓降Uces=2V,靜態(tài)時電源電流可以忽略不計。試問：(i)負載上可能獲得的最大輸出功率Pom和效率刀各約為多少？(2)T2和T4管的最大集電極電流、最大管壓降和集電極最大功耗各約為多少？解：(i)最大輸出功率和效率分別為：2P0m=Ncc-ces)=4W,=-ES69.8%2Rl4Vcc(2)功放管的最大集電極電流、最大管壓降、最大功耗分別為：2Icmax=CC二阻=0.5A；UcEmax=2Vcc-Uces=34V；岸max為0.2KC%iWRl2Rl9.8為了穩(wěn)定輸出電壓，減小非線性失真,適的

10、負反饋；并估算在電壓放大倍數(shù)數(shù)值約為解：應引入電壓并聯(lián)負反饋，由輸出端經(jīng)反饋電阻Rf接T5管基極，如解圖P9.8所示。在深度負反饋情況下，電壓放大倍數(shù)A二也-ipRf二也，一二TRT一一晨Af為i0,R=ikC請通過電阻Rf在圖P9.5所示電路中引入合i0的情況下，Rf的取值。解圖P9.8Rf%i0k。9.9在圖P9.9所示電路中，已知Vcc=15V,Ti和丁2管的飽和壓降Uces=2V,輸入電壓足夠大。求解：(1)最大不失真輸出電壓的有效值;(2)負載電阻Rl上電流的最大值;(3)最大輸出功率Pom和效率中解：(1)最大不失真輸出電壓的有效值Um=R(VccUcE/128.6V5RlR4(2

11、)負載電流的最大值1.53A圖P9.9._VCC-UCESiLmax-ZZRl卡4(3)最大輸出功率和效率分別為：U；mHvVcc-UceRRL:Pm=3定9.30；”=CC-ESI定60.3%RL4VCClRL*R4/9.10在圖P9,9所示電路中，R4和R5可起短路保護作用。試問：當輸出因故障而短路時,晶體管的最大集電極電流和功耗各為多少？解：當輸出短路時，功放管的最大集電極電流和功耗分別為iCmax-UCES上26A;PTmax-vCC二2R4：45.WT已知Vcc=15V,Ti和丁2管的飽和壓降UCES=1V,集成運9.11在圖P9.11所示電路中,圖P9.11(1)若輸入電壓幅值足夠

12、大，則電路的最大輸出功率為多少？(2)為了提高輸入電阻，穩(wěn)定輸出電壓，且減小非線性失真，應引入哪種組態(tài)的交流負反饋？畫出圖來。(3)若Ui=0.1V時，Uo=5V,則反饋網(wǎng)絡中電阻的取值約為多少？解：(1)輸出電壓幅值和JkQTh最大輸出功率分別為UOrT1ax13V；max二(Umax/2)，1O.6W。Rl(2)應引入電壓串聯(lián)負反饋，電路如解圖P9.11所示。(3)在深度負反饋條件下，電壓放大倍數(shù)為解圖P9.11,RfUo人=1+=-=50/Ri=1kQ,Rf=49kQoRUi9.12OTL電路如圖P9.12所示。圖P9.12圖P9.13(1)為了使得最大不失真輸出電壓幅值最大，靜態(tài)時T2

13、和T4管的發(fā)射極電位應為多少？若不合適，則一般應調節(jié)哪個元件參數(shù)？(2)若T2和T4管的飽和壓降UceS=3V,輸入電壓足夠大，則電路的最大輸出功率Pom和效率刀各為多少？T2和T4管的ICM、U(BR)CEO和PcM應如何選擇？解：(1)射極電位Ue=Vcc/2=12V;若不合適，則應調節(jié)電。(2)最大輸出功率和效率分別為12(-Vcc-Uces)2Pom=5.06W；2Rl1”cc-U2VccCes58.9%T2和T4管的ICM、U(BR)CEO和PCM的選擇原則分別為V一(V一/2)2：1.82W。2羨X5A；U-ViV；餐9.13已知圖P9.13所示電路中，T2和T4管的飽和壓降Uce

14、S=2V,導通時的UBE=0.7V,輸入電壓足夠大。(1)A、B、C、D點的靜態(tài)電位各為多少？(2)若管壓降UCE3V,為使最大隼出功率Pom不小于1.5W,則電源電壓至少應取多少？解：(1)靜態(tài)電位分別為：Ua=0.7V,Ub=9.3V,Uc=11.4V,Ud=10V212(-Vcc-Uce)2(-Vcc-3)2(2)由Pom=21.5W2RL216得：Vcc-9.14LM1877N-9為2通道低頻功率放大電路，單電源供電，最大不失真輸出電壓的峰峰值Uopp=(Vcc6)V,開環(huán)電壓增益為70dB。圖P9.14所示為LM1877N-9中一個通道組成的實用電路，電源電壓為24V,ClC3對交流

15、信號可視為短路；R3和C4起相位補償作用，可以認為負載為8QO圖P9.14圖示電路為那種功率放大電路？，一，(2)靜態(tài)時UP、UN、uO、UO各為多少？(3)設輸入電壓足夠大，電路的的最大輸出功率Pom和效率刀各為多少？解：(1)圖示電路是OTL功率放大電路。靜態(tài)時：uO=uP=uN=-CC=12V;uO=0V。2(3)最大輸出功率和效率分別為：”CC-612(O)二V”-6P0m=-2之5.06W；n=CC之58.9%。2Rl4Vcc電路如圖9.4.6所示，回答下列問題：(i)Au普?(2)若Vcc=15V時最大不失真輸出電壓的峰-峰值為27V,則電路的最大輸出功率Pom和效率刀各為多少？(

16、3)為了使負載獲得最大輸出功率，輸入電壓的有效值約為多少？解：(1)電壓放大倍數(shù):Rf20-130.40.68(2)最大輸出功率為:(Pom=_UOPP、22211.4WRl效率為:5:70.6%2Vcc(3)輸入電壓有效值:UiUOPP電314mV。TDA1556為2通道BTL電路，圖P9.16所示為TDA1556中一個通道組成的實用電路。已知Vcc=15V,放大器的最大輸出電壓幅值為13V。圖P9.16(1)為了使負載上得到的最大不失真輸出電壓幅值最大，基準電壓Uref應為多少伏？靜態(tài)時Uol和Uo2各為多少伏？(2)若Ui足夠大，則電路的最大輸出功率Pom和效率刀各為多少？(3)若電路的

17、電壓放大倍數(shù)為20,則為了使負載獲得最大輸出功率，輸入電壓的有效值約為多少？解：(1)基準電壓：Uref=Vcc/2=7.5V;靜態(tài)時Uol=Uo2=7.5V(2)最大輸出功率和效率分別為：Pom=omax132JI2RlVCC(3)輸入電壓有效值:UiUomax-F=一&2Au0.46VTDA1556為2通道BTL電路，圖P9.17所示為TDA1556中一個通道組成的實用電路。已知Vcc=15V,放大器的最大輸出電壓幅值為13V。(1)輸入信號分別作用于Ai、A2的同相輸入端還是反相輸入端？若輸入|電壓為則Ai、A2的輸入各為多少？(2)為了使負載上得到的最大不失真輸出電壓幅值最大，基準電壓

18、Uref應為多少伏？靜態(tài)時Uol和Uo2各為多少伏？(3)若Ui足夠大，則電路的最大輸出功率Pom和效率刀各為多少？圖P9.17解：(1)輸入信號分別作用于Ai的同相端、A2的反相端，都為U(2)同題9.16(1)。(3)同題9.16(2)。已知型號為TDA1521、LM1877和TDA1556的電路形式和電源電壓范圍如表所示，它們的功放管的最小管壓降UCEmin均為3V。型號TDA1521LM1877TDA1556電路形式OCLOTLBTL電源電壓立.5蟲0V6.024V6.018V(1)設在負載電阻均相同的情況下，三種器件的最大輸出功率均相同。已知OCL電路的電源電壓Wcc=0V，試問OTL電路和BTL電路的電源電壓分別應取多少伏？(2)設僅有一種電源，其值為15V;負載電阻為32Qo問三種器件的最大輸出功率各為多少？解：(1)OTL電路應取Vcc=20V,BTL電路應取Vcc=13V。(2)OTL、OCL和BTL電路的最大輸出功率分別為：Pom(OTL)二-UcEmin2Rl)2:0.316WPOm(OCL)=心一及誣),，2.25W2rl(VCC-2UCEmin|)2%(BTL)=2cl-1.27W2RL補充9.1補圖P9.1所示為兩個帶自舉的功放電路。試分別說明輸入信號正半周和負半周時功放管輸出回路電