第四章功率放大電路課件

4.1功率放大電路的主要特點(diǎn)

4.2

互補(bǔ)對稱功率放大電路

4.3

采用復(fù)合管的互補(bǔ)對稱功率放大電路第四章功率放大電路例：擴(kuò)音系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)功率放大器的作用：

用作放大電路的輸出級(jí)，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。4.1功率放大電路的主要特點(diǎn)

功率放大電壓放大信號(hào)提取一.功放電路的特點(diǎn)（2）功放電路中電流、電壓要求都比較大，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(3)電流、電壓信號(hào)比較大，必須注意防止波形失真(4)電源提供的能量盡可能轉(zhuǎn)換給負(fù)載，減少晶體管及線路上的損失。注意提高電路的效率（）Pomax

:

負(fù)載上得到的交流信號(hào)功率。PE：電源提供的直流功率。（5）功放管散熱和保護(hù)問題二.功率放大器分析方法（圖解法）三極管的靜態(tài)功耗：若動(dòng)態(tài)功耗（當(dāng)輸入信號(hào)Ui時(shí)）放大電路向電阻性負(fù)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Uom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(diǎn)：

輸出功率小靜態(tài)功率大，效率低三.幾種工作狀態(tài)

根據(jù)在正弦信號(hào)整個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通情況，三極管可分為幾個(gè)工作狀態(tài)：乙類：導(dǎo)通角等于180°甲類：一個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通甲乙類：導(dǎo)通角大于180°丙類：導(dǎo)通角小于180°一.OTL互補(bǔ)對稱電路：基本結(jié)構(gòu)：電路中采用兩個(gè)晶體管：NPN、PNP各一支；兩管特性一致。組成互補(bǔ)對稱式射極輸出器4.2互補(bǔ)對稱功率放大電路

注意：T1、T2兩個(gè)晶體管都只在半個(gè)周期內(nèi)工作。交越失真ic1ic2T2集電極電壓：VCC/2靜態(tài)時(shí)：iL=iC1-Ic2=0動(dòng)態(tài)時(shí)：集電極最大電流消除交越失真的OTL電路一、工作原理（設(shè)ui為正弦波）ic1ic2

靜態(tài)時(shí)：ui=0Vic1、ic2均=0（乙類工作狀態(tài)）

uo=0V動(dòng)態(tài)時(shí)：ui

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

;ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLiL=ic2注意：T1、T2兩個(gè)晶體管都只在半個(gè)周期內(nèi)工作。二.OCL互補(bǔ)對稱電路：ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL輸入輸入波形圖uiuououo′交越失真死區(qū)電壓(1)靜態(tài)電流ICQ、IBQ等于零；(2)每管導(dǎo)通時(shí)間為半個(gè)周期；(3)存在交越失真。

二、特點(diǎn)：ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL消除交越失真的OCL電路

靜態(tài)時(shí):

T1、T2兩管發(fā)射結(jié)電位分別為二極管D1、D2的正向?qū)▔航担率箖晒芫幱谖⑷鯇?dǎo)通狀態(tài)——甲乙類工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)時(shí)：設(shè)ui加入正弦信號(hào)。正半周T2截止，T1基極電位進(jìn)一步提高，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)；負(fù)半周T1截止，T2基極電位進(jìn)一步提高，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)。電路中增加R1、D1、R、D2、R2支路基本原理：

uB1tUTtiBIBQ波形關(guān)系：ICQiCuBEiBib特點(diǎn)：存在較小的靜態(tài)電流ICQ、IBQ。每管導(dǎo)通時(shí)間大于半個(gè)周期，基本不失真。iCQuceUSC/REUSCIBQ組合特性分析——圖解法負(fù)載上的最大不失真電壓為Uom=VCC-UCESuo=-uce（1）最大不失真輸出功率Pomax實(shí)際輸出功率Po三、OCL互補(bǔ)對稱電路分析計(jì)算最大不失真輸出電壓Uom單個(gè)管子在半個(gè)周期內(nèi)的管耗（2）管耗PT兩管管耗（3）電源供給的功率PV當(dāng)（4）效率四．三極管的最大管耗

問：Uom=？PT1最大,PT1max=？用PT1對Uom求導(dǎo)得出：PT1max發(fā)生在Uom=0.64VCC處。將Uom=0.64VCC代入PT1表達(dá)式：選管條件1.PCMPT1max=0.2PoM2．3．增加復(fù)合管的目的：擴(kuò)大電流的驅(qū)動(dòng)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becibic4.3

采用復(fù)合管的互補(bǔ)對稱功率放大電路改進(jìn)后的OCL準(zhǔn)互補(bǔ)輸出功放電路：

T1：電壓推動(dòng)級(jí)（前置放大級(jí)）倍壓電路：T2、R1、R2，擴(kuò)大UBE電路

T3、T4、T5、T6：復(fù)合管構(gòu)成互補(bǔ)對稱功放準(zhǔn)互補(bǔ)

輸出級(jí)中的T4、T6均為NPN型晶體管，兩者特性容易對稱。+VCC-VCCR1R2RLuiT1T2T3T4T5T6

合理選擇R1、R2大小，b3、b5間便可得到UBE2任意倍數(shù)的電壓。OTL:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLess總結(jié)：互補(bǔ)對稱功放的類型互補(bǔ)對稱功放的類型無輸出變壓器形式（OTL電路）無輸出電容形式（OCL電路）+24VuiRLT7T8RC8-24VR2R3T6Rc1T1T2Rb1Rb2C1RfR1D1D2T3Re3T4Re4C2T5Re5C3C4T9T10Re10Re7Re9C5R4BX差動(dòng)放大級(jí)反饋級(jí)偏置電路共射放大級(jí)UBE倍增電路恒流源負(fù)載準(zhǔn)互補(bǔ)功放級(jí)保險(xiǎn)管負(fù)載實(shí)用的OCL準(zhǔn)互補(bǔ)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(fù)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(hào)輸出耦合大電容1．功率放大器的特點(diǎn)：工作在大信號(hào)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