西安交通大学 赵进全 模拟电子技术基础 第九章.ppt

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1、9.1功率放大电路的特点及分类1．特点(1)要有尽可能大的输出功率(2)效率要高(3)非线性失真要小(4)要加装散热和保护装置(5)要用图解法分析9功率放大电路2．工作状态分类(1)甲类放大电路根据晶体管的静态工作点的位置不同分b.能量转换效率低特点c.放大管的导通角θ=2π静态工作点位置iC1ICQωt=2O2集电极电流波形大a.静态功耗uCEiCOQA(2)乙类放大电路b.能量转换效率高c.输出失真大特点d.放大管的导通角θ=πωtiC2π2π=πO3π集电极电流波形a.静态功耗静态工作点位置uCEiCOQA(3)甲乙类放大电路

2、a.静态功耗较小b.能量转换效率较高c.输出失真较大特点d.放大管的导通角π<θ<2πωtiC3π2πO3πICQπ<<2π集电极电流波形静态工作点位置uCEiCOQA思考题1.功率放大器的作用是什么？对它有那些要求？它与电压放大电路有哪些区别？2.试说明甲类、乙类和甲乙类功率放大器各自的主要特点。9.2互补推挽功率放大电路电路特点(1)晶体管T1、T2特性对称(2)电源对称(3)T1、T2射极输出9.2.1乙类互补推挽功率放大电路RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_1.工作原理a.当ui=0时设ui=Uimsin

3、tT1、T2截止UA=0uo=0静态功耗为零RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_Ab.ui>0时T1导通T2截止输入信号ui输出信号uo电流io方向uo≈ui+RLT1ui+_+VCC_iC1iC2T2VCCuo_Ac.ui<0时T2导通T1截止输入信号ui输出信号uo电流io方向uo≈uiRLT1ui+_+VCC_T2VCCuo+_A乙类互补推挽电路工作情况T1通T2通Uopp=2(VCC–UCES)uCEQtiCOiCuCEOUopp2.主要指标计算(1)输出功率设RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VC

4、Cuo+_当忽略三极管的饱和压降UCES时RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_当Uom达到最大值(VCC–UCES)时(2)电源供给的功率平均集电极电流IC(AV)为RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_两个电源供给的总电源功率(3)能量转换效率RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_当时RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_(4)晶体管的耗散功率令RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_最大管耗为即当输出电压幅值为晶体管的管耗最大每只

5、管子的最大管耗为RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_[例]电路如图所示，已知电源电压VCC=15V，RL=8W。输入信号是正弦波。问：(a)假设UCES=0V时，负载可能得到的最大输出功率和能量转换效率最大值分别是多少？(b)当输入信号ui=10sinwtV时，求此时负载得到的功率和能量转换效率。RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_[解](a)RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_(b)对每半个周期来说，电路可等效为共集电极电路，所以Au≈1uo=ui=10sinwtUom

6、=10V故当ui小于晶体管的死区电压时，T1、T2都截止。3.电路存在的主要缺陷a.产生失真的原因晶体管存在死区电压b.失真的现象输出电流出现一段“死区”RLT1ui+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_存在交越失真OtiCiBuBEOuitO交越失真在两个管子交替工作区域出现的失真称为交越失真输入信号输出信号交越失真的产生4.克服交越失真的常用方法给功率管（T1和T2）一定的直流偏置，使其工作于微导通状态，即甲乙类工作状态。9.2.2甲乙类互补推挽电路1.利用二极管提供偏压二极管提供偏压，使T1、T2呈微导通状态D1RLT1ui+

7、_+VCC_iC1iC2ioT2T3D2uo+_RERCVCC2.利用扩大电路实现偏置图中RLT1ui+_+VCC_T2uo+_T3R1R2R3R4VCC(1)当ui=0时2.工作原理uA=VCC/2uC=VCC/2输出电压uo=01.电路组成9.2.3单电源功率放大电路D1RLT1ui+_+VCCT2T3D2uo+_RERCC+AuC(2)当ui为负半周时T1导通，T2截止电容C同时充电uB1信号为正半周uB1uB2输出信号为正半周D1RLT1ui+_+VCCT2T3D2uo+_RERCC+AuCT1截止，T2导通电容C放电uB2信号为负半

8、周uB1uB2(3)当ui为正半周时输出信号为负半周D1RLT1ui+_+VCCT2T3D2uo+_RERCC+AuC注意：电容C起负电源–VCC的作用每只管子的工