电子技术基础—高职电子信息—于宝明第5章 低频功率放大电路.ppt

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1、第5章低频功率放大电路概述乙类双电源互补对称功率放大电路集成功率放大器功率器件本章主要内容基本概念：①三极管的甲类、乙类和甲乙类工作状态；②交越失真PO（输出功率）；POM（最大输出功率）；PV（电源供给的功率）=PO+PT；本章主要讲述功率放大电路的基本原理和基本分析方法。【要求重点掌握以下内容：】本章主要内容双电源互补对称电路工作在乙类时，BJT器件安全工作必须要满足的极限参数（3个）：PCM，│V(BR)CEO│，ICMPT（管耗）η（效率）=PO/PV；5.1概述一.什么是功率放大电路？能够

2、向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。二者无本质的区别，都是能量的控制与转换。二.功率放大电路与前面介绍的电压放大电路有本质上的区别吗？不同之处在哪里？不同之处在于：各自追求的指标不同。电压放大电路：功率放大电路：主要要求使负载得到不失真的电压信号，其输出功率并不一定很大；通常为小信号放大电路。主要要求获得尽可能大的不失真（或失真较小）输出功率和转换效率，通常是在大信号状态下工作。5.1.1功率放大电路的特点输出功率要大；效率要高；输出功率电源提供的功率η越大，效率越高非线性失

3、真要小；管耗较大，要考虑散热问题；功放管的保护问题5.1.2功率放大电路分类四种工作状态根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分乙类：导通角等于180°甲类：一个周期内均导通甲乙类：导通角大于180°丙类：导通角小于180°功放管只在信号的半个周期内导通功放管的导通时间大于信号的半个周期而小于信号的一个周期功放管的导通时间小于信号的半个周期QICQ甲类放大电路的特点：称为甲类放大电路在整个周期内都有电流流过放大器件，即在一周期内iC>0。甲类放大电路的缺点：①管耗大故电压放大电路不适宜作为功率放大

4、电路！②效率低ηmax=50%Q称为乙类放大电路乙类放大电路的特点：①在一个周期内只有半个周期iC>0。②ηmax=78.5%缺点：波形失真严重Q甲乙类放大电路的特点：称为甲乙类放大电路在一个周期内有半个周期以上iC>0。甲乙类放大电路的缺点：iC波形会产生失真思考题：功率放大电路中电源的功率除了提供给负载外，其余的消耗在什么地方？消耗在管耗上。提高功放效率的根本途径是减小功放管的功耗。思考题：功放中的功放管采用哪种工作状态最合适？采用甲乙类工作状态最合适，因为甲类效率太低，丙类失真太大，乙类会产生

5、交越失真。唯一的办法就是在电路结构上做文章，于是引出：如何解决提高了效率却使电路波形产生严重失真的矛盾呢？5.2乙类互补对称功率放大电路5.2.1OCL互补对称功放组成和原理互补对称：电路中采用两个双极性三极管：NPN、PNP各一支；两管特性一致。组成互补对称式射极输出器。5.2乙类互补对称功率放大电路OCL:OutputCapacitorless【无输出电容器】RLui-VCCT2先单独分析一下T1和T2：RLui+-VBE前提：忽略b、e间压降，即：视VBE=0。∵是射极输出∴为电压跟随器T1T

6、2ui＞0时，T1导通；ui≤0时，T1不导通ui＜0时，T2导通；ui≥0时，T2不导通二者可以互补输出静态时：ui=0V综合分析该互补输出电路iC2iC1ic1、ic2均=0（乙类工作状态）uo=0V——没有电流，故没有消耗，从而解决了静态功耗的问题动态时：ui>0VT1导通，T2截止iL=ic1;iC1动态时：ui0VT1截止，T2导通ui>0VT1导通，T2截止iL=ic1;iL=ic2T1、T2两个管子交替承担放大任务，在负载上得到完整的正弦波。iC2组成“推挽式电路”最大不失真输出

7、功率Pom输出功率Po设Vom为输出电压的最大值，即幅值，则有效值Vo为：∵，若忽略UCES则这里需熟记5.2.2OCL互补对称功放分析电源供给的最大功率2.直流电源供给的功率PV当PV一部分供给负载输出：另一部分供给管耗：3.效率最高效率max可见效率与负载RL无关这里需熟记一个管子的管耗4.管耗PT两管管耗设输出电压为而这里需熟记求最大管耗PTM用求极限的方法求解：对Vom求导，令导数为0。因时具有最大管耗。即：该公式用来求最大管耗而已求得则体现的是最大管耗和最大输出功率之间的关系。这里需熟

8、记5.最大管耗和最大输出功率的关系因为当≈0.6VCC时具有最大管耗≈0.2Pom选管依据之一选取两个额定管耗大于0.2Pom的管子，但要留有充分余地。6.选功率BJT管的原则最大允许管耗PCM必须大于PT1m≈0.2Pom；应选用│V(BR)CEO│>2VCC；通过BJT的最大集电极电流为VCC/RL，所选BJT的ICM一般不宜低于此值。5.2.3OTL单互补功率放大电路当电路对称时，输出端的静态电位等于VCC/2。为了使负载上仅获得交流信号，用一个电容器串联在负载