清华模拟电子技术基础第4章

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1、第一节功率放大电路的主要特点对放大电路的要求放大电路中三极管的工作状态放大电路的分析方法下页总目录在一些电子设备中，常要求放大电路的输出级能带动某种负载，因而要求放大电路有足够大的输出功率。这种放大电路通称为功率放大器。1.根据负载要求，提供足够的输出功率。最大输出功率Pom：在正弦输入信号下，输出波形不超过规定的非线性失真指标时，放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。21UcemIcm=2·Icm2Pom=Ucem共射接法下一、对放大电路的要求下页上页首页式中po为放大电路输出给负载的功率，而pv为直流电源VCC所提供的功率。popvη=放大电路的效率可表示为2.

2、具有较高的效率。下页上页首页如果功率放大电路的效率不高，不仅造成能量的浪费，而且消耗在放大电路内部的电能将转换成为热量，使管子、元件等温度升高，因而不得不选用较大容量的放大管和其他设备，很不经济。3.当功率放大电路工作时，应防止三极管的工作点超出安全工作区的范围。选用放大三极管时，极限参数应留有一定的余地。并根据手册安装合适的散热器。下页上页二、放大电路中三极管的工作状态1.功放电路中，三极管工作在大信号状态，使得管子的特性曲线的非线性问题充分暴露出来。首页2.电源提供的功率除了消耗在负载上外，其余部分基本消耗在放大管上，应使管消耗功率尽可能小。为此通常使管在静态时工作在临界

3、导通，甚至截止状态，使其直流功耗趋于零。从这一点看，前述各电路均不适合做功放。三极管的安全工作区过流区iCuCE=PCM过压区安全工作区ICM过损耗区U(BR)CEOiC/mAOuCE/V极限参数a.集电极最大允许电流ICMb.集电极最大允许耗散功率PCMc.极间反向击穿电压集射反向击穿电压U(BR)CEO集基反向击穿电压U(BR)CBO在功率放大电路中，由于三极管的工作点在大范围内变化，因此，对电路进行分析时，一般不能采用微变等效电路法，常采用图解法分析放大电路的静态和动态工作情况。下页上页三、放大电路的分析方法根据功率放大电路的上述特点，可以组成功率放大的具体电路。考虑电

4、路的具体形式时，主要应注意使放大电路具有足够的输出功率和较高的效率，并尽量减小输出波形的非线性失真。首页传统功放多采用变压器耦合方式，目前应用的有：OTL电路：无输出变压器功率放大电路outputtransformerlessOCL电路：无输出电容的功率放大电路outputcapacitorlessBTL电路：桥式推挽电路balancedtransformerless上述三种电路均采用射极输出方式，即共集接法。（输出电阻低，带负载能力强）功率放大电路的分类功率放大管的工作状态甲类：在信号整个周期中，放大管均导通。360°（不使用）乙类：放大管仅在信号半个周期导通。180°甲乙

5、类：放大管导通时间大于半个周期。180°<α<360°第二节互补对称式功率放大电路电路的组成和工作原理互补对称电路主要参数的估算下页总目录一、电路组成和工作原理1.OTL乙类互补对称电路R1和R2确定放大电路的静态电位。2VCC调整R1和R2的值，使静态时两管的发射极电位为2VCC电容C2两端的电压也等于动态时电容两端的电压保持0.5VCC的数值基本不变。R2+R1+VCCC2-VT1NPNuIuOVT2PNPRLOTL乙类互补对称电路C1+下页上页首页otic1otic2otiLotui交越失真iC1iC2iLui>0时VT1导通VT2截止。ui<0时VT2导通VT1截止。

6、iL=iC1–iC2下页上页R2+R1+VCCC2-VT1NPNuiuOVT2PNPRLC1+首页动画R2R1ui++VCCC1-VT1NPNuoVT2PNP2VCCRLVD1VD2b1b2R+2.OTL甲乙类互补对称电路iC1iC2iLiB1iB2R、VD1和VD2为两管提供了静态基极电流IB1和IB2避免了ui较小时两管同时截止减小了交越失真。iC1和iC2不为零，静态时为零下页上页首页OtiC1OtiC2OtiLOTL甲乙类互补对称电路的波形图Otui下页上页R2R1ui++VCCC1-VT1NPNuoVT2PNP2VCCRLVD1VD2b1b2R+iC1iC2iL首页

7、仿真Icm=(VCC–UCES)/RL静态时UCE1=+VCC,UCE2=–VCC下页上页OCL甲乙类互补对称输出级-VCCR2R1ui+VCCVT1NPNuoVT2PNPRLVD1VD2b1b2RiC1iC2iL3.OCL甲乙类互补对称电路OCL电路省去了大电容，既改善了低频响应，又有利于实现集成化，应用更为广泛。首页仿真下页上页OCL电路存在的主要问题：两个三极管的发射极直接连到负载电阻上，如果静态工作点失调或电路内元器件损坏，将造成一个较大的电流长时间流过负载，可能造成电路损坏。为了防止出现此种情