模擬電路模電

第九章功率放大電路1).輸出功率Po大4).解決散熱問題3).非線性失真小2).效率

高,=PO/PCC要求：功率放大電路的主要作用是把直流電源功率PCC轉(zhuǎn)化為與輸入波形相同的輸出功率Po。uiRL+VCC–+8WIC–VEEiO1電子科大302功放電路的分類功放按電路結(jié)構(gòu)區(qū)分可分為：1.變壓器耦合功放變壓器耦合功放是最早采用的功率放大電路。主要特點(diǎn)為：a)電路簡(jiǎn)單，體積大，輸出功率小。b)效率低，

≤50%c)頻率響應(yīng)差，失真大。RBRL+VCCuO+–ui+–§9.1功率放大電路概述2電子科大3022.OTL(Outputtransformerless)功放OTL功放為單電源供電，主要特點(diǎn)為：uiRLuO+VCC––++ICUOc)靜態(tài)時(shí)UO=VCC/2a)采用互補(bǔ)推挽電路作為電路的輸出級(jí)，該電路易集成，體積小，輸出功率較大。b)效率較高，

≤78.50%d)低頻段頻率響應(yīng)差。3電子科大3023.OCL(OutputCapacitorless)功放OCL功放為對(duì)稱雙電源供電，主要特點(diǎn)為：a)采用互補(bǔ)推挽電路作為電路的輸出級(jí)，該電路易集成，是本節(jié)討論重點(diǎn)。c)靜態(tài)時(shí)UO=0b)效率較高，≤78.50%d)頻率響應(yīng)好。uiRLuO+VCC––++ICUO–VEE4電子科大302§9.2互補(bǔ)功率放大電路T1T2RL+VCCuiuo+–+––VCCT1T2RL+VCCui

–VCCuO++––克服交越失真的互補(bǔ)功率輸出級(jí)電路原始的互補(bǔ)功率輸出級(jí)電路原始的互補(bǔ)功率輸出級(jí)電路的原形是雙共集電路，NPN管與PNP管極性相反特性相同且互補(bǔ)。每支晶體管只擔(dān)任半個(gè)周期信號(hào)的放大。5電子科大302一.電路分析OCL功放T1T2RL+VCCui

–VCCuOiC2iC1互補(bǔ)推挽電路的電路原形是CC電路，具有CC電路的基本特性：Ri大;→輸入電流小;RO小→輸出電流大;uO≈ui→電壓跟隨

功放電路分析主要計(jì)算的電路參數(shù)為：

POM——最大交流平均輸出功率；PT——晶體管功率損耗(管耗)；h——效率h=PO/PV6電子科大3021).最大交流平均輸出功率POMT1T2RL+VCCui

–VCCuOiC1∵UO=IC1RL=VCC

–UCE當(dāng)Ui↑→IC1↑→UO↑→UCE↓輸出最大時(shí)UOM=VCC

–UCES波形關(guān)系：正半周時(shí)交直流負(fù)載線為：iC1IC1MVCCiC1QuCEUCESuCE=VCC

–

iC1RL7電子科大302ti0tuCE1uCE2VCCiC1QuCE1iC2uCE2UCES2UCES1最大不失真電流

Iom=Icm1=Icm2最大不失真幅度

Uom=Ucem1=Ucem2=VCC-UCES8電子科大302輸出最大電流的振幅值為：輸出最大電壓的振幅值為：VOM=VCC

-UCES最大輸出平均功率為：VCCiC1QuCEUCES當(dāng)VCC>>UCES時(shí)iCRL+VCCuiuOT19電子科大3022).晶體管功率損耗(管耗)PTT1T2RL+VCCui

–VCCuOiC1設(shè)：ui=Uimsint;uo=Uomsint10電子科大3023).最大兩管管耗PTM當(dāng)Uom≈0.64VCC

時(shí)，管耗最大。(兩管管耗)T1T2RL+VCCui

–VCCuOiC2iC1

假設(shè)最大輸出功率為10W，選額定管耗大于2W的晶體管。單管管耗PT1M=PT2M=0.2POM11電子科大3024).電源供給的功率PV5).效率

當(dāng)滿激勵(lì)時(shí)Uom=VCC-UCES≈VCC;12電子科大302PTUom0.4POM0.27POMVCC0.64VCC放大器功率計(jì)算小結(jié)：☆當(dāng)Uom=0.64VCC

時(shí),管耗最大。PTM≈0.4POM☆當(dāng)Uom=VCC時(shí),效率最高。PT≈0.27POM、電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證輸出功率晶體管的極限參數(shù)滿足PT1,2≥0.2POM、UBR(CE)≥2VCC、ICMAX≥VCC/RL。13電子科大302二、單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路(OTL電路)R1R2T1T2RL+VCCD1D2uiuo+–+––VCCOTL電路——單電源OCL電路——雙電源R1R2T1T2RLC+VCCD1D2uiuo+–+–14電子科大302圖示電路中IC為集成互補(bǔ)功放電路，若忽略IC中輸出晶體管的飽和壓降，則電路的最大輸出功率POM約等于()。1)6W；2)9W；3)12W；4)15W。ui6WuO+24V––++ICRLC2C1單選題：315電子科大302R2R1T2ARL+VCCuiuo+–+––VCCT1T3T4T5T6R3R4B三、采用復(fù)合管的互補(bǔ)功放電路中:T3、T4構(gòu)成NPN達(dá)林頓管;T5、T6構(gòu)成PNP達(dá)林頓管;T2、R3、R4構(gòu)成UBE倍增偏置電路,使達(dá)林頓管工作在臨界導(dǎo)通狀態(tài)。16電子科大302例1，

單電源乙類互補(bǔ)OTL電路如下圖，已知VCC=12V，RL=8，ui為正弦電壓。(1)設(shè)UCES=0，求負(fù)載上可能的最大輸出功率POM，效率

和管耗PTM(2)如果要求POM=9W，試問

VCC至少應(yīng)為多大？R1R2T1T2RLC+VCCD1D2uiuo+–+–12V8

解:(1)∵UCES=017電子科大302解:(2)如果要求POM=9WR1R2T1T2RLC+VCCD1D2uiuo+–+–12V8

∴只要VCC>24V就可以保證POM=9W18電子科大302例2，OTL放大電路如下圖,T1、T2特性完全對(duì)稱,ui為正弦電壓,VCC=10V,RL=16,回答以下問題。(1)靜態(tài)時(shí)，C2兩端電壓是多少？調(diào)整哪個(gè)電阻能調(diào)整C2兩端電壓？(2)若輸出波形出現(xiàn)交越失真，應(yīng)調(diào)整哪個(gè)電阻？如何調(diào)整？(3)若R1=R2=1.2k,T1、T2的為50,PCM=200mW。靜態(tài)時(shí)uo=0，假設(shè)D1、D2中任一個(gè)開路，將會(huì)造成什么后果？R1R2T1T2RLC+VCCD1D2uiuo+–+–10V16

19電子科大302R1R2T1T2RLC+VCCD1D2uiuo+–+–10V16

答:(1)調(diào)R1或者R2可滿足(2)應(yīng)同時(shí)調(diào)小R1、R2，直至交越失真基本消除。(3)若D1、D2任一個(gè)開路，則流過R1、R2的靜態(tài)電流全部成為T1,T2的基極電流，T1,T2的靜態(tài)功耗為：將燒毀功率管。20電子科大3029.1、9.4、9.9、9.13第九章作業(yè)：10.6、10.8、10.12、10.18第十章作業(yè)：21電子科大302第十章直流電源§10.1

直流電源的組成√§10.2

單相整流電路√§10.4

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路√§10.5

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路√§10.3

濾波電路22電子科大302§10.1

直流電源的組成直流電源是能量轉(zhuǎn)換電路，將220V（或380V）50Hz的交流電轉(zhuǎn)換為電壓穩(wěn)定的直流電。+_u1+_u2n:1

整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路+_u3+_u4+_uORL1)負(fù)載變化時(shí)輸出電壓基本不變；2)電網(wǎng)電壓變化時(shí)輸出電壓基本不變。輸出電壓穩(wěn)定：23電子科大302§10.2

單相整流電路+_u1+_u2n:1

整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路+_u3+_u4+_uORL

整流電路的目的是把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。常見的整流電路有單相半波、全波、橋式整流等。交流變直流——整流直流變交流——逆變直流脈動(dòng)電壓波形0

tu124電子科大302A).半波整流電路正半周時(shí)u2>0，二極管導(dǎo)通。忽略二極管正向壓降：

u0=u2負(fù)半周時(shí)u2<0，二極管截止,輸出電流為0。

uO=0+_u1+_u2n:1

+_uORL設(shè)電路輸入為正弦信號(hào)輸出波形為半波整流波形，半波整流電路電路簡(jiǎn)單，但整流效率低。u20tu00t25電子科大302輸出直流分量的估算：二極管上承受的最高反向電壓：二極管上的平均電流：+_u1+_u2n:1

+_uORL半波整流電路輸入波形的負(fù)半周沒有都得到利用u20tu00t26電子科大302B).全波整流電路全波整流電路輸入波形的正負(fù)半周都得到利用，整流效率最高。一般采用橋堆進(jìn)行整流，四個(gè)二極管兩兩交替導(dǎo)通起開關(guān)作用。D4D2D1D3+?~~~+~-橋堆內(nèi)部電路橋堆典型封裝27電子科大302+_uin:1

+_uORLD4D2D1D3D4D2D1D3RL?+u2全波整流電路：帶輸入變壓器的全波整流電路簡(jiǎn)化電路28電子科大302輸入電壓為正半周時(shí)，D1D3導(dǎo)通，D2D4截止。輸入電壓為負(fù)半周時(shí)，D2D4導(dǎo)通，D1D3截止。全波整流電路整流原理：D4D2D1D3RL?+u2uO+?正半周D4D2D1D3RL?+u2uO+?負(fù)半周輸入電壓的正負(fù)半周都有電流流過負(fù)載而且電流方向一致（單向脈動(dòng)）。uo0u2029電子科大302輸出直流分量的估算：負(fù)載平均電流為：

每個(gè)二極管中流過的電流是負(fù)載電流的一半。選擇整流二極管要求最大整流電流滿足：u2u000ttD4D2D1D3RL?+u2uO+?30電子科大302§10.4

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓