模电 第四章 功率放大电路.ppt

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1、第四章功率放大电路4.1功率放大电路的主要特点4.2互补对称式功率放大电路4.3采用复合管的互补对称式放大电路4.4集成功率放大器例：扩音系统实际负载一、什么是功率放大器？在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。功率放大电压放大信号提取4.1功率放大电路的主要特点一、特点：1.根据负载要求，提供所需要的足够大的输出功率。因此，要求同时输出较大的电压和电流。最大输出功率输出

2、功率直流电源提供功率2.电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。4.功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值:ICM、UCEM、PCM。ICMPCMUCEMIcuce3.电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。二、功率放大电路的三种工作状态甲类：晶体管在整个周期内均导通乙类：晶体管仅在半个周期内导通甲乙类：晶体管的导通时间大于半个周期而小于一个周期工作状态甲类(=2)tiCOIcM2ICQtiCOIc

3、M2ICQ乙类(=)tiCOIcMICQ2甲乙类(<<2)QuCEiCOtiCOQQ乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。分析方法：图解法功放的电路形式：互补对称式电路复习：PNP型三极管放大原理与NPN型基本相同，但为了保证发射结正偏，集电结反偏，外加电源的极性与NPN正好相反。图1.3.13三极管外加电源的极性(a)NPN型VCCVBBRCRb~NNP++uoui(

4、b)PNP型VCCVBBRCRb~++uouiPNP三极管电流和电压实际方向。UCEUBE++IEIBICebCUCEUBE(+)()IEIBICebC(+)()PNP三极管各极电流和电压的规定正方向。PNP三极管中各极电流实际方向与规定正方向一致。电压(UBE、UCE)实际方向与规定正方向相反。计算中UBE、UCE为负值；输入与输出特性曲线横轴为(-UBE)、(-UCE)。4.2互补对称式功率放大电路4.2.1OTL互补对称电路（无输出变压器）一、OTL乙类互补对称电路图4.2.1互补对称

5、：电路中采用两个晶体管：NPN、PNP各一支；两管特性一致。组成互补对称式射极输出器。在输入信号的正半周，VT1导通，iC1流过负载；负半周，VT2导通，iC2流过负载。在信号的整个周期都有电流流过负载，负载上iL和uO基本上是正弦波。图9.2.1静态时：ui=0Vic1、ic2均=0（乙类工作状态）uo=0V两晶体管发射极电位以及电容两端电压均为动态时：交越失真图4.2.1电路缺点uIuuOuO´交越失真为避免交越失真，可使静态工作点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。死区电压二、OTL甲乙类互补对

6、称电路图4.2.4OTL互补对称输出级R、VD1、VD2为两管提供一小的静态偏置电压，使得在输入信号等于零时，管子微导通，以克服交越失真。图4.2.5OTL互补电路波形图tuIOtiC1OtiC2OtuOO三、OTL互补电路的参数估算静态时：两个三极管的集电极电流均为零集电极电压分别为Icm1=Icm2＝Icm，Ucem1=Uecm2=Ucem（1）最大输出功率(2)效率4.2.2OCL甲乙类互补对称电路图4.2.6OCL互补对称电路一、特点及工作原理：1.省去了大电容2.双电源供电tuIOtiC1Ot

7、iC2OtuOO图4.2.6OCL互补对称电路Ucem=VCC-UCES二、参数计算图4.2.6OCL互补对称电路集电极最大允许电流集电极最大允许反向电压集电极最大允许耗散功率4.3采用复合管的互补对称式放大电路4.4集成功率放大器自学练习：P1734-64-71．功率放大器的特点：工作在大信号状态下，要求在允许的失真条件下，尽可能提高输出功率和效率。2．为了提高效率，在功率放大器中，常工作在乙类和甲乙类状态下，并用互补对称结构使其基本不失真。这种功率放大器理论上的最大输出效率可以达到78.5％。3．互

8、补对称功率放大器的几种主要结构：OCL（双电源）——乙类，甲乙类。OTL（单电源）——乙类，甲乙类。本章小结4.4集成功率放大器图4.4.1集成功放5G31的电路原理图1.闭环电压放大倍数2.最大输出功率