9功率放大電路

1、第九章 功率放大電路作業(yè)9.1 9.4 9.131第九章 功率放大電路9.1 概述9.2 互補(bǔ)輸出級的分析計(jì)算29.1 概述一、功率放大電路研究的問題二、對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3 1. 性能指標(biāo)：輸出功率和效率 2. 分析方法：因大信號作用，故應(yīng)采用圖解法3.晶體管的選用：根據(jù)極限參數(shù)選擇晶體管 在功放中，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ICM，管壓降的最大值接近c(diǎn)-e反向擊穿電壓U(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 。稱為工作在盡限狀態(tài)。一、功率放大電路研究的問題若已知 Uom ，則可得 Pom最大輸

2、出功率與電源損耗的平均功率之比為效率4二、對功率放大電路的要求1.輸出功率盡可能大: 即在電源電壓一定的情況下，最大不失真輸出電壓 最大2. 效率盡可能高: 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 05三、晶體管的工作方式甲類方式： 晶體管在信號的整個(gè)周期內(nèi)均處于導(dǎo)通狀態(tài)2. 乙類方式： 晶體管僅在信號的半個(gè)周期處于導(dǎo)通狀態(tài)3. 甲乙類方式： 晶體管在信號的多半個(gè)周期處于導(dǎo)通狀態(tài)6例 ：解：負(fù)載線方程：VCCRLvoRBVCEiC24V12VVCC/RL1.5A3AVCCRLvoRB無信號時(shí)，晶體管消耗18W,RL消耗18W，電源提供36W 這是不希望的 甲類(A類)

3、功放的分析共射甲類功放 RBVCCRLvo viCvCEiCVCCVCC/2VCC/RLVCCvoRBRLviC輸出功率 Po功放的輸出功率 Po 是指 RL 上正弦波的功率 vop不含直流功率 !正弦輸入Pomax 是功放滿激勵(lì)時(shí)的輸出功率滿激勵(lì)vCEiCVCCVCC/2VCC/RLRBVCCRLvoviC最大輸出功率 Pomax不計(jì)飽和壓降電源消耗功率與激勵(lì)大小無關(guān)vCEiCVCCVCC/2VCC/RLVCCvoRBRLviC略去 RB 的功耗電源消耗功率vCEiCVCCVCC/2VCC/RL滿激勵(lì)甲類功放的效率甲類功放的最大缺點(diǎn)是效率低RBVCCRLvoviCvCEiCVCCVCC/2V

4、CC/RL+VCCvop非滿激勵(lì)甲類功放始終工作在放大區(qū), 導(dǎo)通角為360o RBVCCRLvoviCvCEiCVCCVCC/2VCC/RLvop關(guān)于導(dǎo)通角的概念： 1. 變壓器耦合功率放大電路 輸入信號增大，輸出功率如何變化？ 輸入信號增大，管子的平均電流如何變化？ 輸入信號增大，電源提供的功率如何變化？效率如何變化？做功放適合嗎？單管甲類電路為什么管壓降會大于電源電壓？效率最大為 50%16信號的正半周 T1導(dǎo)通、T2截止；負(fù)半周T2導(dǎo)通、T1截止兩只管子交替工作，稱為“ 推挽 ”，導(dǎo)通角為 180 度設(shè) 相同，則負(fù)載上可獲得正弦波輸入信號越大，電源提供的功率也越大四、乙類推挽電路1. 變

5、壓器耦合172. OTL 電路 輸入正半周：VCCT1CRL地 C 充電輸入負(fù)半周：C+T2地RL C - C 放電C 足夠大，才能認(rèn)為其對交流信號相當(dāng)于短路OTL電路低頻特性差因變壓器耦合功放笨重、自身損耗大，故選用OTL電路OTL: output transformerless183. OCL電路輸入電壓的正半周： VCCT1RL地輸入電壓的負(fù)半周： 地RL T2 VCC兩只管子交替導(dǎo)通，兩路電源交替供電，雙向跟隨靜態(tài)時(shí)，UEQ = UBQ = 0OCL : output capacitorLess194. BTL 電路 輸入電壓的正半周：VCC T1 RL T4地輸入電壓的負(fù)半周：VCC

6、 T2 RL T3地是雙端輸入、雙端輸 出形式，輸入信號、 負(fù)載電阻均無接地點(diǎn)管子多，損耗大，使 效率低BTL: balanced transformerless20幾種電路的比較 變壓器耦合乙類推挽： 單電源供電，笨重，效率低，低頻特性差OTL電路： 單電源供電，低頻特性差OCL電路： 雙電源供電，效率高，低頻特性好BTL電路： 單電源供電，低頻特性好；雙端輸入雙端輸出219.2 互補(bǔ)輸出級的分析計(jì)算一、輸出功率二、效率三、晶體管的極限參數(shù)22然后求出電源的平均功率：效率：在已知 RL 的情況下，先求出Uom，則求解輸出功率和效率的方法23一、輸出功率數(shù)值較大不可忽略大功率管的 UCES 常

7、為23V24二、效率電源平均電流253. 晶體管的極限參數(shù)PT 對Uom 求導(dǎo)，并令其為 0，可得輸出功率最大時(shí)，管壓降最小，管子損耗不大；輸出功率最小時(shí)，集電極電流最小，管子損耗也不大管子功耗與輸出電壓峰值的關(guān)系為:管壓降發(fā)射極電流26選擇晶體管時(shí)，其極限參數(shù):將 Uom 代入 PT 的表達(dá)式，可得27-20V20VvoviT3T2D1D2T1.例: 圖示OCL電路,功放管的飽 和壓降 uces = 2v, 估算最 大輸出功率,效率及功率管 的極限參數(shù)8W解：-20V20VvoviT3T2D1D2T1.忽略飽和壓降：8W討論一3. 最大輸出功率和效率的表達(dá)式；1. 指出圖中放大電路部分；2. 電路中是否引入了級間反饋，說明其反饋組態(tài)；4. 電壓放大倍數(shù)？5. 說明D1D3和RW的作用6. 說明哪些元件構(gòu)成過流保護(hù)電路及其原理。30討論二：圖示各電路屬于哪種功放？31討論三：出現(xiàn)下列故障時(shí)，將產(chǎn)生什么現(xiàn)象?1. R2短路；2. R2斷路；3. D1短