功放電路學(xué)習(xí)課件

5.1功率放大電路的一般問題5.2乙類雙電源互補對成功率放大電路5.3甲乙類互補對成功率放大電路5.4集成功率放大器5.5功率器件第5章功率放大電路例：擴音系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)功率放大器的作用：

用作放大電路的輸出級，以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。5.1概述功率放大電壓放大信號提取一.功放電路的特點（2）功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過晶體管的極限值:ICM、UCEM

、PCM。

ICMPCMUCEMIcuce（1）輸出功率Po盡可能大二.甲類功率放大器分析三極管的靜態(tài)功耗：若動態(tài)功耗（當輸入信號Ui時）放大電路向電阻性負載提供的輸出功率在輸出特性曲線上，正好是三角形ABQ的面積，這一三角形稱為功率三角形。

要想PO大，就要使功率三角形的面積大，即必須使Vom和Iom都要大。最大輸出功率電源提供的功率此電路的最高效率甲類功率放大器存在的缺點：

輸出功率小靜態(tài)功率大，效率低一.結(jié)構(gòu)互補對稱：電路中采用兩個晶體管：NPN、PNP各一支；兩管特性一致。組成互補對稱式射極輸出器ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLNPN型PNP型5.2乙類互補對稱功率放大電路

二、工作原理（設(shè)ui為正弦波）ic1ic2

靜態(tài)時：ui=0Vic1、ic2均=0（乙類工作狀態(tài)）

uo=0V動態(tài)時：ui

0VT1截止，T2導(dǎo)通ui>0VT1導(dǎo)通，T2截止iL=ic1

;ui-USCT1T2uo+USCRLiLiL=ic2注意：T1、T2兩個晶體管都只在半個周期內(nèi)工作。ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL輸入輸入波形圖uiuououo′交越失真死區(qū)電壓組合特性分析——圖解法負載上的最大不失真電壓為Vom=VCC-VCESvo=-vce動畫演示（1）最大不失真輸出功率Pomax實際輸出功率Po圖解分析演示圖三、分析計算單個管子在半個周期內(nèi)的管耗（2）管耗PT兩管管耗四．三極管的最大管耗

問：Vom=？PT1最大,PT1max=？用PT1對Vom求導(dǎo)得出：PT1max發(fā)生在Vom=0.64VCC處。將Vom=0.64VCC代入PT1表達式：選管條件1.PCMPT1max=0.2PoM2．tuo交越失真uit+VCC-VCCuiiLRLT1T2A存在交越失真OCL電路乙類互補對稱功放的缺點uB1tUTtiBIBQ波形關(guān)系：ICQiCuBEiBib特點：存在較小的靜態(tài)電流ICQ、IBQ。每管導(dǎo)通時間大于半個周期，基本不失真。iCQuceUSC/REUSCIBQ2.帶前置放大級的功率放大器

動畫演示3.電路中增加復(fù)合管增加復(fù)合管的目的：擴大電流的驅(qū)動能力。cbeT1T2ibicbecibic1

2晶體管的類型由復(fù)合管中的第一支管子決定。cbeT1T2ibic復(fù)合NPN型復(fù)合PNP型becibic1、基本原理.單電源供電；.輸出加有大電容。（1）靜態(tài)分析則T1、T2特性對稱，令：VCC/2RLuiT1T2+VCCCAUL+-UC二.甲乙類單電源互補對稱電路（2）動態(tài)分析若輸出電容足夠大，其上電壓基本保持不變，則負載上得到的交流信號正負半周對稱，但存在交越失真。ic1ic2交越失真（電容相當于電源）RLuiT1T2+VCCCAUL+-時，T1導(dǎo)通、T2截止；時，T1截止、T2導(dǎo)通。設(shè)輸入端在0.5VCC直流電平基礎(chǔ)上加入正弦信號（3）輸出功率及效率若忽略交越失真的影響，且ui幅度足夠大。則：LCCLCCLRVIVU22maxmax==，3.帶自舉電路的單電源功放靜態(tài)時C3充電后，其兩端有一固定電壓動態(tài)時由于C3很大，兩端電壓基本不變，使D點電位隨輸出電壓升高而升高。保證輸出幅度達到VCC/2。自舉電路自舉電路5.4實用功率放大器舉例這里介紹一個實用的OCL準互補功放電路。其中主要環(huán)節(jié)有：(1)恒流源式差動放大輸入級（T1、T2、T3）；(2)偏置電路（R1、D1、D2）；(3)恒流源負載（T5）；(4)OCL準互補功放輸出級（T7、T8、T9、T10）；(5)負反饋電路（Rf、C1、Rb2構(gòu)成交流電壓串聯(lián)負反饋）；(6)共射放大級（T4）；(7)校正環(huán)節(jié)（C5、R4）；(8)UBE倍增電路（T6、R2、R3）；(9)調(diào)整輸出級工作點元件（Re7、Rc8、Re9、Re10）。將其集成起來，就成為集成功放電路。

+24VuiRLT7T8RC8-24VR2R3T6Rc1T1T2Rb1Rb2C1RfR1D1D2T3Re3T4Re4C2T5Re5C3C4T9T10Re10Re7Re9C5R4BX差動放大級反饋級偏置電路共射放大級UBE倍增電路恒流源負載準互補功放級保險管負載實用的OCL準互補功放電路：集成功放LM384管腳說明:14

--電源端（Vcc）3、4、5、7--接地端（GND）10、11、12--接地端（GND）2、6--輸入端（一般2腳接地）

8--輸出端（經(jīng)500電容接負載）)12345678910111213141--接旁路電容（5）9、13--空腳（NC）集成功放LM384外部電路典型接法：500-+0.12.78146215Vccui8調(diào)節(jié)音量電源濾波電容外接旁路電容低通濾波,去除高頻噪聲輸入信號輸出耦合大電容1．功率放大器的特點：工作在大信號狀態(tài)下，輸出電壓和輸出電流都很大。要求是在允許的失真條件下，盡可能提高輸出功率和效率。2．為了提高效率，在功率放大器中，BJT常工作在乙類和甲乙類狀態(tài)下，并用互補對稱結(jié)構(gòu)使其基本不失真。這種功率放大器理論上的最大輸出效率可以達到78.5％。3．互補對稱功率放大器的幾種主要結(jié)構(gòu)：OCL（雙電源）——乙類甲乙類。OTL（單電源）——乙類甲乙類。4．隨著半導(dǎo)體工藝、技術(shù)的不斷發(fā)展，輸出功率幾十瓦以上的集成放大器已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。功率VMOS管的出現(xiàn)，也給功率放大器的發(fā)展帶來了新的生機。本章小結(jié)5.1功率放大電路的一般問題一、功放電路特點1．輸出功率Po盡可能大

2．效率要高Po大，電路的能量損耗也大3．非線性失真要小大信號工作狀態(tài)，與Po、是一對矛盾要求Vo和Io都足夠大4．功放管散熱和保護問題二、功放電路分類根據(jù)靜態(tài)偏置的不同，功放電路可分為:甲類、乙類和甲乙類三種功放電路分類比較表：類別工作點波形導(dǎo)通角特點甲類甲乙類乙類較高較低最低360180180—360無失真效率低失真大效率最高失真大效率較高一、電路OCL(OutputCapacitorless)雙管：NPN、PNP特性相同且互補雙共集電路雙電源供電

5.2乙類互補功放——標準型也稱OCL互補功放二、工作原理vi正半周時結(jié)論：兩個三極管，輪流導(dǎo)電（正、負半周）互補不足忽略三極管的開啟電壓:T1導(dǎo)電iE1通過RLVi負半周時T2導(dǎo)電iE2通過RL合成完整、不失真波形互補推挽組合特性分析——圖解法負載上的最大不失真電壓為Vom=VCC-VCESvo=-vce1．輸出功率Po三、參數(shù)計算最大不失真功率為：理想最大輸出功率為：以正半周為例2．電源功率PV（PE）3．三極管的管耗PT

問：Vom=？PT1最大,PT1max=？用PT1對Vom求導(dǎo)得出：PT1max發(fā)生在Vom=0.64VCC處。將Vom=0.64VCC代入PT1表達式得：4．效率η當Vom=VCC

時，ηmax=π/4=78.5％。四、選管條件1．PCM2．3．PT1max

=0.2PoM5.3其它類型互補功率放大電路

5.3.1單電源互補功放 5.3.2采用復(fù)合管的互補功放 5.3.3集成功放 5.3.4BTL互補功放 5.3.5雙通道功放5.3.1單電源互補功放LLπ21fRC3OTL（Outputtransformerless)單電源電容器Co選擇：靜態(tài):Vk=VCC/2

5.3.2采用復(fù)合管的互補功放

當輸出功率較大時往往采用復(fù)合管復(fù)合管有四種形式：達林頓管：由NPN-NPN或PNP-PNP復(fù)合而成。復(fù)合管極性=前面的管極性

5.3.3集成功率放大器廣泛用于音響、電視和小電機的驅(qū)動方面。大多數(shù)集成功率放大器=運算放大器+互補功率輸出。使用方法原則上與集成運