模拟电子技术基础 教学课件 作者 张志良 第5章.ppt

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1、第5章功率放大电路5.1功率放大电路的基本概念5.1.1功率放大电路的特点和要求⒈输出功率大。⒉效率要高。⒊非线性失真要小。⒋功放管需要散热和保护。5.1.2功率放大电路的主要技术指标⒈输出功率最大输出功率：Pom=UommIomm（Uomm是Ucem中的最大值，Iomm是Icm中的最大值）⒉效率η效率：η（Po为输出功率，PE为电源提供的功率）最大效率：ηm⒊非失真系数THD（TotalHarmonicDistortion）不便于计算，一般由专门的仪器测试而得。5.1.3功率放大电路的分类和选择⒈工作状态

2、分类⒉提高功放电路效率的关键因素甲类功放电路效率低的根本原因是功放管静态电流大，乙类功放电路效率较高的原因是功放管静态电流为0。因此，要提高功放电路的效率，必须减小功放管静态电流。⒊交越失真由于三极管存在导通死区，在信号小于死区电压时，会产生截止失真，此种情况主要发生在二个功放管交替工作的瞬间，这种失真称为交越失真。⒋功放电路工作状态的选择采用甲乙类（偏向乙类）工作状态，既可大大减小静态功耗，提高功放效率；又可消除交越失真。分析时仍用乙类状态的分析方法。5.2互补对称功放电路5.2.1互补对称功放电路的基本

3、概念⒈工作原理由二个类型不同的NPN型和PNP型的功放管（互补）组成，要求该二个功放管参数一致（对称），因此称为互补对称功放电路。主要特点：输出电阻小，带负载能力强。⒉分析计算⑴输出功率其中，Uom=VCC-UCES，若忽略功放管饱和降压UCES，Uom≈VCC，则：最大输出功率：Pom⑵效率效率η最大效率：ηm≈78.5%⑶功放管管耗≈0.637VCC时，最大管耗：PV1mPom≈0.2Pom⑷功放管选择①PCM＞0.2Pom。②U(BR)CEO＞2VCC。③ICM＞。5.2.2OTL电路单电源无输出变压

4、器互补对称功放电路。⑶R4D1D2提供V1V2静态偏置，其中D1D2的主要作用有以下三点：①提供V1V2静态偏压；②交流信号耦合；③具有温度补偿作用；⑷R1为电压并联负反馈电阻，为V3管提供静态偏置，同时可调节中点电压UA=VCC/2。⑸输出电容C2的作用有二：①输出信号耦合隔直；②起到VCC/2等效电源的作用；C2取值：(3～5)，其中fL为功放电路输出信号的下限频率。⑹R3C3自举电路，使V1管在信号正峰值时有足够的驱动能力。⑴V1V2互补对称功放管；⑵V3为推动管；⒈电路分析⒉电路计算按乙类互补对称功

5、放电路，但必须用VCC/2代替各式中的VCC。⒊调试方法中点电压UA可调R1，功放管电流可调R4，但两者互有牵连，反复调节2～3次，可满足要求。5.2.3OCL电路双电源无输出电容互补对称电路。⑴V1V3、V2V4组成复合功放管；⑵R10R11V5组成恒压源，提供功放管静态偏置；⑶V7V8组成差动输入级，调节R6能调节中点电压；⑷V6管是驱动管；⑸R13C5组成自举电路；⑹R2C3R3组成电压串联(交流)负反馈网络，调节R3可调节整个功放电路的电压增益。⑺R16C6与感性负载(扬声器)RL并联，使等效负载接

6、近阻性，主要作用改善频率响应。⒉调试方法⑴中点电压调R6，应确保UA=0后，才能接入扬声器；⑵功放管电流调R10；⒈电路分析5.2.4BTL电路在电源电压相同情况下，输出功率增大到OTL、OCL输出功率的4倍。5.3变压器耦合乙类功放电路⑶变压器B1称为输入变压器，其作用有三：①将输入信号一分为二，分成两个大小相同，极性相反的信号加到功放管V1V2基极；②信号隔直耦合；③具有阻抗变换作用；⑷变压器B2称为输出变压器，其作用有三：①将V1V2放大输出的二个半波信号合二而一，合为一个完整的信号；②信号隔直耦合，

7、使负载（扬声器）中无直流电流；③具有阻抗变换作用，可使其达到与低阻抗扬声器最佳阻抗匹配。计算方法：与OTL相同。优点：易于实现阻抗变换；缺点：变压器制作工艺复杂，体大量重价高，失真较大，有电磁干扰，且不便于集成。工作原理：⑴V1V2为功放管，属同一类型；⑵RB1RB2RE组成分压式偏置电路，为两功放管提供静态偏流，解决交越失真问题；5.5功率管的安全使用5.5.1功率管散热三极管PCM与环境温度有关，若让功放管良好散热，可增加三极管PCM实际数值，有利于充分发挥功放管的潜力，增大稳定工作的可靠性。⑴散热片一

8、般由铝和铜等导热材料制成。⑵散热片表面积越大，散热效果越好。因此，散热片一般加工成肋片形和叉指形，以增加表面积。⑶散热片与功放管外壳应紧密接触（包括增大接触面积和紧固压力）。为了减少热阻，应加强散热片表面光洁度，还可用导热良好的硅酯作填充材料。⑷散热片表面黑化可改善热辐射效果。⑸散热片垂直放置比水平放置散热效果好，必要时可强制风冷。5.5.2二次击穿及三极管安全工作区⒈二次击穿现象⒉二次击穿机理由于BJT管PN结