第5章低頻功率放大器

第5章低頻功率放大器概述乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路本章主要內(nèi)容基本概念： ①三極管的甲類、乙類和甲乙類工作狀態(tài)； ②交越失真

PO（輸出功率）；POM（最大輸出功率）；3.η（效率）=PO/PV；4.

晶體管的選用：根據(jù)極限參數(shù)選擇晶體管。雙電源互補(bǔ)對稱電路工作在乙類時(shí)，BJT器件安全工作必須要滿足的極限參數(shù)（3個(gè)）：

PCM，│V(BR)CEO│，ICM5.1概述一.什么是功率放大電路？能夠向負(fù)載提供足夠信號功率的放大電路稱為功率放大電路，簡稱功放。

二者無本質(zhì)的區(qū)別，都是能量的控制與轉(zhuǎn)換。二.功率放大電路與前面介紹的電壓放大電路的差異？

不同之處：各自追求的指標(biāo)不同。電壓放大電路：功率放大電路：主要要求使負(fù)載得到不失真的電壓信號，其輸出功率并不一定很大；通常為小信號放大電路。主要要求獲得盡可能大的不失真（或失真較?。┹敵龉β屎娃D(zhuǎn)換效率，通常是在大信號狀態(tài)下工作。5.1.1功率放大電路的特點(diǎn)輸出功率要大；效率要高；輸出功率電源提供的功率η越大，效率越高非線性失真要小；管耗較大，要考慮散熱問題；功放管的保護(hù)問題5.1.2功率放大電路分類

根據(jù)正弦信號整個(gè)周期內(nèi)三極管的導(dǎo)通情況劃分甲類：晶體管在信號的整個(gè)周期內(nèi)均處于導(dǎo)通狀態(tài)乙類：晶體管僅在信號的半個(gè)周期處于導(dǎo)通狀態(tài)甲乙類：晶體管在信號的多半個(gè)周期處于導(dǎo)通狀態(tài)QICQ

甲類放大電路的特點(diǎn)：稱為甲類放大電路在整個(gè)周期內(nèi)都有電流流過放大器件，即在一周期內(nèi)iC>0。

甲類放大電路的缺點(diǎn)：①管耗大故電壓放大電路不適宜作為功率放大電路?、谛实挺莔ax=50%Q稱為乙類放大電路乙類放大電路的特點(diǎn)：①在一個(gè)周期內(nèi)只有半個(gè)周期iC>0。②ηmax=78.5%缺點(diǎn)：波形失真嚴(yán)重Q甲乙類放大電路的特點(diǎn)：稱為甲乙類放大電路在一個(gè)周期內(nèi)有半個(gè)周期以上iC>0。甲乙類放大電路的缺點(diǎn)：iC波形會產(chǎn)生失真唯一的辦法就是在電路結(jié)構(gòu)上做文章，于是引出：如何解決提高了效率卻使電路波形產(chǎn)生嚴(yán)重失真的矛盾呢？5.2乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路5.2.1OCL互補(bǔ)對稱功放組成和原理互補(bǔ)對稱：電路中采用兩個(gè)雙極性三極管：NPN、PNP各一支；兩管特性一致。組成互補(bǔ)對稱式射極輸出器。5.2乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路OCL:OutputCapacitorless【無輸出電容器】RLui-VCCT2先單獨(dú)分析一下T1和T2：RLui+-VBE前提：忽略b、e間壓降，即：視VBE=0?！呤巧錁O輸出∴為電壓跟隨器T1T2ui＞0時(shí)，T1導(dǎo)通；ui≤0時(shí)，T1不導(dǎo)通ui＜0時(shí)，T2導(dǎo)通；ui≥0時(shí)，T2不導(dǎo)通二者可以互補(bǔ)輸出靜態(tài)時(shí)：ui=0V分析電路iC2iC1

ic1、ic2均=0

uo=0V——沒有電流，故沒有消耗，從而解決了靜態(tài)功耗的問題動態(tài)時(shí)：ui>0VT1導(dǎo)通，T2截止iL=ic1

;iC1

動態(tài)時(shí)：ui

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

;iL=ic2T1、T2兩個(gè)管子交替承擔(dān)放大任務(wù)，在負(fù)載上得到完整的正弦波。iC2組成“推挽式電路”最大不失真輸出功率Pom輸出功率Po設(shè)Vom為輸出電壓的最大值，即幅值，則有效值Vo為：∵，若忽略UCES則需熟記5.2.2OCL互補(bǔ)對稱功放分析2.效率最高效率max可見效率與負(fù)載RL無關(guān)電源提供的直流總功率3.選功率BJT管的原則最大允許管耗PCM必須大于0.2Pom；擊穿電壓│V(BR)CEO│>2VCC；通過BJT的最大集電極電流為VCC/RL，所選BJT的ICM一般不宜低于此值。例：功放電路如圖所示，設(shè)已知VCC=12V，RL=8，三極管的極限參數(shù)ICM=2A,U(BR)CEO=30V，PCM=5W.求負(fù)載上可能得到的最大輸出功率Pom，并檢驗(yàn)三極管能否安全工作？乙類互補(bǔ)對稱放大電路的輸入輸出波形圖uiuououo′交越失真死區(qū)電壓考慮實(shí)際電路中VBE≠0Si:約0.6VGe:約0.2V可見，利用乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路在一定程度上解決了效率和電路波形產(chǎn)生嚴(yán)重失真的矛盾，但是這類電路還存在著一個(gè)不可克服的缺點(diǎn)：交越失真！如何解決交越失真的問題呢？5.2.5消除交越失真互補(bǔ)對稱功率放大電路措施：修改電路，想辦法解決交越失真的問題。一.甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路解決方法：設(shè)法建立合適的Q點(diǎn)，使兩只三極管T1和T2均工作在臨界導(dǎo)通或稱微導(dǎo)通狀態(tài)。因此想到利用二極管進(jìn)行偏置，從而可以克服交越失真。5.2.5消除交越失真互補(bǔ)對稱功放電路前面講的這個(gè)電路解決了乙類放大電路的交越失真問題，但它也存在一個(gè)缺點(diǎn)：由于D1、D2的導(dǎo)通壓降是固定的，故電路的偏置電壓不可調(diào)。如何解決這個(gè)問題？引出了前面電路的改進(jìn)電路，如下：改進(jìn)電路：voviT3Re3Rc3iC1iC2iLiB1iB2B2B1R1*R2T4-+VCE4VBE4+-將D1、D2的位置換成一個(gè)三極管T4。只考慮改進(jìn)部分：∵∴而VBE4固定(Si:0.6~0.7V)，故調(diào)整R1與R2的比值就可改變T1與T2間偏置電壓。電路缺點(diǎn)：雙電源！1W的小功率放大器10W以上的中功率放大器25W的厚膜集成功率放大器

輸出功率發(fā)展變革5.3集成功率放大器單聲道的單路輸出集成功率放大器雙聲道立體聲的二重雙路輸出集成功率放大器電路結(jié)構(gòu)發(fā)展變革一般的OTL功率放大器集成電路具有過壓保護(hù)電路、過熱保護(hù)電路、負(fù)載短路保護(hù)電路、電源浪涌過沖電壓保護(hù)電路、靜噪聲抑制電路、電子濾波電路等功能更強(qiáng)的集成功率放大器電路功能發(fā)展變革本章小結(jié)歸納一下本章的線索：電壓放大電路(甲類放大電路)為了提高轉(zhuǎn)換效率引出了乙類、甲乙類放大電路乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路為解決波形失真問題為了解決交越失真問題甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路(可利用二極管或vBE擴(kuò)大電路進(jìn)行偏置)甲乙類單電源互補(bǔ)對稱功率放大電路為解決電路工作點(diǎn)偏置和穩(wěn)定問題，及雙電源的缺點(diǎn)為解決輸出電壓Vom<VCC/2的矛盾