电子技术 非电类 第2版 教学课件 作者 荣雅君 杨丽君 编 第3章 放大电路基础(3).ppt

《电子技术 非电类 第2版 教学课件 作者 荣雅君 杨丽君 编 第3章 放大电路基础(3).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章放大电路基础第五节功率放大电路前面几节讲述的电压放大电路，可以将输入的微弱电压信号放大，得到大的输出电压信号，但要驱动诸如扬声器、伺服电动机类的负载时，还必须有足够的功率。实际应用的电子放大系统都是一个多级放大器，它的前置级是电压放大级，最后一级是功率放大级，它要有足够大的功率输出以带动负载工作。这类主要用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。实际上，无论是用于放大电压的电压放大电路还是用于放大电流的电流放大电路，在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，上述在称呼上的区别，只是强调的输出量不同。第三章放大电路基础第五节功率放大电路一、功率放大电路的特点和要求放大电路实质

2、上都是能量转换电路。从能量控制的观点看，功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别。但是，功率放大电路和电压放大电路所要完成的任务是不同的。对电压放大电路的主要要求是使负载得到不失真的电压信号，讨论的主要指标使电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等，输出功率并不一定大。第三章放大电路基础第五节功率放大电路而功率放大电路主要要求获得一定的不失真或失真较小的输出功率，因此要求它既要有足够大的输出电压变化量，又要有足够大的输出电流变化量，这样才能得到足够大的功率输出，即功率放大电路是在大信号情况下工作的。这样功率放大电路就存在着电压放大电路中没有出现过的特殊问题，同时对功率放大电路也提出了一些特

3、殊要求。第三章放大电路基础第五节功率放大电路1．要有尽可能大的输出功率从能量转换观点，功率放大电路是将直流电源供给的能量转换成交流电能输送给负载。由于输出功率较大，在能量转换过程中，电源供给的直流功率仅有一部分转换成交流输出功率，而另一部分则被晶体管集电结和直流电源本身所损耗，此外还有一小部分消耗在晶体管偏置电路的电阻上。所谓功率放大电路的效率是负载得到的有用信号功率和电源提供的直流功率的比值。这个比值越大，效率就越高。2．效率要高为了输出最大功率，要求晶体管工作时输出电压和电流都有较大的幅度，即管子在接近极限运用状态下工作。第三章放大电路基础第五节功率放大电路3．非线性失真要小功率

4、放大电路是在大信号下工作的，输出电压和电流的幅值都很大，所以不可避免地会产生非线性失真，而且，输出功率越大，非线性失真越严重。这就使要求输出功率大和减小非线性失真成为一对主要矛盾。但在不同场合，对非线性失真的要求也不同，例如，在测量系统和电声设备中，要求非线性失真要小，而在工业控制系统的等场合，则以输出功率为主要目的，对非线性失真的要求降为次要问题。第三章放大电路基础第五节功率放大电路4．晶体管的散热和保护在功率放大电路中，晶体管的集电结要消耗很大的功率使结温升高，为了充分利用允许的管耗而使管子输出足够大的功率，必须考虑晶体管的散热问题。另外，由于管子承受的电压高，通过的电流大，所以

5、还必须考虑晶体管的保护问题。通常在功率晶体管上加装一定面积的散热片和电流保护环节。第三章放大电路基础第五节功率放大电路甲类乙类甲乙类第三章放大电路基础第五节功率放大电路根据晶体管静态工作点设置的不同，放大电路通常可有以下几种工作状态：甲乙类：晶体管微偏置，在输入信号的大半个周期内有电流流过晶体管，其导通角大于180°小于360°。如图2－32b所示。乙类：晶体管零偏置，在输入信号的半个周期内有电流流过晶体管，其导通角为180°，如图2－32c所示。甲类：静态工作点设置得比较合适，在输入信号的整个周期内，都有电流流过晶体管，即晶体管的导通角为360°这种工作状态，称为甲类工作状态。如图

6、2－32a所示。第三章放大电路基础第五节功率放大电路晶体管工作在甲类状态时，由于在整个周期内晶体管都导通，电源不断地输送功率，在没有信号输入时，这些功率全部消耗在管子（和电阻）上。在有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率，信号越大，输出的功率也越大。可以证明，工作在甲类状态的放大电路，效率最大只能达到50％。这主要是因为静态电流IC太大，在没有信号输入时，电源照样要发出功率。可见，提高效率的办法是减小静态电流IC。第三章放大电路基础第五节功率放大电路如图2－32b、c所示，将静态工作点下移，使管子工作在乙类或甲乙类状态，静态时IC为零或很小，则当输入信号为零时，电源输出的功率也

7、为零或很小，随着信号的增大，电源发出的功率也增大，这样，电源供给的功率及管子的损耗都随着输出功率的大小而变化。显然，比甲类放大时的效率提高了。但同时产生了波形的严重失真，为使失真尽量小，在电路结构上就出现了互补对称形式。第三章放大电路基础第五节功率放大电路三、乙类互补对称功率放大电路电路如图2－33所示，V1和V2分别为NPN型和PNP型晶体管，两管的基极和发射极互相连接，信号从基极输入，从发射极输出，RL为负载电阻。实际上该电路是两个射极输出器的组合。第