模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)-第8章功率放大電路課件

第五章功率放大電路武漢理工大學(xué)信息工程學(xué)院電子技術(shù)基礎(chǔ)課程組第五章功率放大電路武漢理工大學(xué)5功率放大電路本章主要內(nèi)容引言5.1功率放大電路的一般問題5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大器5.3甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大器5.4集成功率放大器5.5功率器件電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5功率放大電路本章主要內(nèi)容電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬5.1功率放大電路的一般問題本節(jié)主要內(nèi)容1.功率放大電路的特點(diǎn)及主要研究對象2.功率放大電路提高效率的主要途徑電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.1功率放大電路的一般問題本節(jié)主要內(nèi)容電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程5.1功率放大電路的一般問題功率放大電路:要求獲得一定的不失真的輸出功率。電壓放大電路:要求負(fù)載得到不失真的電壓信號。通常在大信號下工作，一般采用圖解法進(jìn)行分析。討論的問題是：

⑴要求輸出功率盡可能大。⑵效率要高。⑶非線性失真要小。⑷功率管的散熱問題功率大→Vo、Io大→發(fā)熱討論的主要指標(biāo)：電壓增益（?v），輸入、輸出電阻（Ri,Ro）

輸出功率不一定大。分析方法：小信號模型分析法比較1.功率放大電路的特點(diǎn)及主要研究對象電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.1功率放大電路的一般問題功率放大電路:要求獲得一定的不5.1功率放大電路的一般問題在一周期內(nèi)ic﹥0，最大效率50％甲類放大放大電路的三種工作狀態(tài)vCEQicICQωt

ICQic2.功率放大電路提高效率的主要途徑OO電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.1功率放大電路的一般問題在一周期內(nèi)ic﹥0，最大效率5放大電路的三種工作狀態(tài)甲乙類放大在一周期內(nèi)有半個周期以上ic﹥0ICQicωt

vCEQicICQOO5.1功率放大電路的一般問題電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)放大電路的三種工作狀態(tài)甲乙類放大在一周期內(nèi)有半個周期以上ic乙類放大放大電路的三種工作狀態(tài)在一周期內(nèi)只有半個周期ic﹥0，最大效率78.5％ICQicωt

QicvCEICQ=0雖然提高了效率，但出現(xiàn)了嚴(yán)重的波形失真，需要改進(jìn)電路——既不失真，又要高效率OO5.1功率放大電路的一般問題電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)乙類放大放大電路的三種工作狀態(tài)在一周期內(nèi)只有半個周期ic﹥

輸出功率Po

管耗PT5.2.1電路組成5.2.2分析計(jì)算5.2.3BJT的選擇

電源供給的功率PV

效率η5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路

最大管耗和最大輸出功率的關(guān)系

功率BJT的選擇

電路組成

工作原理電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)輸出功率Po管耗PT5.2.1電路組成5.2.25.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路5.2.1電路組成1)T1:NPN，T1

:PNP2)+VCC:正電源，-VCC:正電源3)–vi:輸入，-vo:輸出電路組成:電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路5.2.1電路組5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路1)vi=0時，為靜態(tài)2)vi正半周時，T1導(dǎo)通,T2截止電路工作原理:3)vi負(fù)半周時，T2導(dǎo)通，T1截止vitovoto電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路1)vi=0時5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路5.2.2分析計(jì)算（1）輸出功率Po（為有效值）當(dāng)管子飽和導(dǎo)通時，Vom=Vcc-VCES≈Vcc最大輸出功率PomaxL2omLomomo222=RVRVVooIVP==電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路5.2.2分析計(jì)5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路（2）管耗PT單個管子在一個周期內(nèi)的平均管耗兩管管耗管壓降輸出電壓流過管子的電流電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路（2）管耗PT單個管5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路管耗輸出功率（3）電源供給的功率PV（4）效率

電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路管耗輸出功率（3）電5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路5.2.3功率BJT的選擇1.最大管耗和最大輸出功率的關(guān)系管耗PT1是輸出電壓幅值Vom的函數(shù)（用求極值的方法求解）令，則故具有最大管耗則每管最大管耗和電路的最大輸出功率具有如下的關(guān)系：PT1m≈0.2Pom＝20％Pom電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路5.2.3功率BJT5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路要得到最大輸出功率，BJT的參數(shù)必須滿足下列條件：⑴每只BJT的最大允許管耗必須大于PT1m≈0．2Pom；

⑵考慮到當(dāng)T2導(dǎo)通時，－VCES2≈0,此時VCE1具有最大值，且等于2VCC。因此，應(yīng)選用∣V（BR）CEO∣＞2VCC的管子；

⑶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。2.功率BJT的選擇電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路要得到最大輸出功率，

功放電路如圖所示，設(shè)VCC=12V，RL=8Ω，BJT的極限參數(shù)為ICM=2A，∣

V（BR）CEO

∣=30V，PCM=5W。試求：⑴最大輸出功率Pom值，并檢驗(yàn)所給BJT是否能安全工作？⑵放大電路在η=0.6時的輸出功率Po值。例5．2．15.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)功放電路如圖所示，設(shè)VC解：⑴求Pom，并檢驗(yàn)BJT的安全工作情況Pom==（12V）2/2×8Ω=9W通過BJT的最大集電極電流最大管耗BJTc、e極間的最大壓降iCm=Vcc/RL

=12V/8Ω

=1。5AvCEm=2VCC

=24VPT1m≈0。2Pom=0。2×9W=1。8W所求iCm、

vCEm和

PT1m，均分別小于極限參數(shù)ICM、∣

V（BR）CEO

∣和PCM，故BJT能安全工作。5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)解：⑴求Pom，并檢驗(yàn)BJT的安全工作情況Pom==（15.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路⑵求η=0。6時的

Po值由可求出Vom=η

·4Vcc/π=0。6×4×12V/π

=9。2V=9。22/8/2=5。3V故可得到電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路⑵求η=0。6時的5.3甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大器一.問題的提出二.克服交越失真的措施電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.3甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大器一.問題的提出二.克服交越失5.3甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大器iLvi-VCCT1T2vo+VCCRL一。問題的提出vivo死區(qū)電壓交越失真電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.3甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大器iLvi-VCCT1T2vo5.3甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大器二、克服交越失真的措施5.3.1甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路5.3.2甲乙類單電源互補(bǔ)對稱電路電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.3甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大器二、克服交越失真的措施5.35.3.1甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路1.利用二極管進(jìn)行偏置的雙電源互補(bǔ)對稱電路T3組成前置放大級，T1.T2組成互補(bǔ)輸出級靜態(tài)時，在D1、D2上產(chǎn)生的壓降為T1、T2提供了一個適當(dāng)?shù)钠珘海怪幱谖?dǎo)通狀態(tài)。有信號時，工作在甲乙類，基本實(shí)現(xiàn)線性放大缺點(diǎn)：電位難調(diào)Re3Rc3+VCC-VCCVOviRLT1T2T3D1D2

電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.3.1甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路1.利用二極管進(jìn)行偏置只要適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2的比值，就可改變T1、

T2的偏壓值2。利用uBE擴(kuò)大電路進(jìn)行偏置的雙電源互補(bǔ)對稱電路Re3Rc3+VCC-VCCVOviRLT1T2T3R1R2T4流入T4的基極電流遠(yuǎn)小于流過R1、R2的電流UCE4=UBE4（R1+R2）/R2ic1ic25.3.1甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)只要適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2的比值，2。利用uBE擴(kuò)大電路進(jìn)行偏5.3.2甲乙類單電源互補(bǔ)對稱電路1.單電源基本(乙類)互補(bǔ)對稱電路信號負(fù)半周時，T1導(dǎo)通，C充電信號正半周時，T2導(dǎo)通，C放電。電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.3.2甲乙類單電源互補(bǔ)對稱電路1.單電源基本(乙類)2.采用一個電源的互補(bǔ)對稱偏置電路T3組成前置放大級，T1.T2組成互補(bǔ)輸出級靜態(tài)時調(diào)節(jié)R1﹑和R2，為T1、T2提供了一個適當(dāng)?shù)钠珘篤K=VC=VCC/2RcRe+VccVORLT1