【精品】模拟电子技术基础.doc

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1、第4章功率放大电路4.1教学基本要求主要知识点教学基木要求熟练学握正确理解一般了解低频功率放大电路的特点、分类、效率和失真问题寸!£补推挽功率放大电路乙类!£补推挽功率放大电路的工作原理及主要性能指标计算甲乙类互补推挽功放电路工作氐理单电源功率放大电路工作原理7低频功放的能量和效率7功率器件与散热几种功率器件的特点、功率器件的散热集成功率放大器74.2重点和难点一、重点1.理解甲类、乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率与静态丁•作点设置的关系。2.乙类功放的工作原理和功率参数计算方法。二、难点1.正确理解乙类和甲乙类低频功率放

2、大器中放大管的电流流通角、波形失真及其解决方法。2.乙类和甲乙类低频功率放夬器的功率、效率计算以及效率的提高。4.3知识要点r甲类功放及特点I乙类功放及特点1.低频功率放大器［甲乙类功放及特点.主要技术要求r乙类互补对称功率放大器交越失真及其解决办法2.互补对称功率放大器〈甲乙类互补对称功率放大器单电源互补对称功率放大器乙类互补功放电路的组成、原理及其优缺点，功率计算（输出信号

3、交越失真）—>为了克服交越失真―►甲乙类低频功放的组成、原理及其优缺点―需要解决交流输出信号正负半周不对称问题——a采用白举电路。然后介绍集成功放以及BTL功放电路等。4.4主要内容4.4.1功率放大电路的特殊问题4.4.1.1功率放大电路的特点和要求在不失真的前提下尽可能地输出较大功率线下移，从而减小功率器件的损耗。但输出信号的大小由实际情况决定,故需要通过降低静态I】作图4-1乙类双电源0C1.功率放大电路由于功率放大电路在多级放大电路的输出级，信号幅度较大，功率放大管往往工作在极限状态。功率放大器的主要任务是为额定负载尺提

4、供不失真的输出功率，同时需要考虑功率放大管的失真、功率放大管的安全(即极限参数PCM./cm、^(BR)CEO)和散热等问题。2.具有较高的效率由于功率放人电路输出功率较人，所以，效率问题是功率放人电路的主要问题。1.存在非线性失真功率放大器屮，功率放大器件处于大信号T作状态，由于器件的非线性特性，产生的非线性失真比小信号放大电路产生的失真严重许多，非线性失真常用非线性失真系数D表示。当输入信号为正弦波时，设输出信号的基波功率为,其他各次失真谐波分量的功率分别为＜2、巴、…、心，则D定义为(4-1)代2十&3十…十Cn_P爲+I

5、爲+…+/爲oml2.采用图解法分析由于功率放大器件处于大信号工作状态，已不属于线性电路的范围，因此不能采用线性电路的分析方法，通常采用图解法对其输出功率、效率等性能指标作近似估算。4.4.1.2提高功率放大电路效率的主要途径为提高效率、降低损耗，应从两方面考虑：一是增加放大电路的动态工作范囤来增加输出功率;二是减少电源供给的功率，即在Ucc一定时使静态电流减小，也就是将静态工作点沿交流负载电流，即降低静态工作点的方法来降低损耗，但同时需要解决失真问题。4.4.2乙类互补对称功率放大电路4.4.2.1无输出电容的双电源互补对称

6、功率放大电路(OCL)图4-la所示为无输出电容(OCL)乙类双电源互补对称功率放大电路原理图。人为NPN管，D为PNP管，要求薜、①的特性对称一致。由于没有设置基极偏置电压，故心、【c、Ube均为零，是乙类工作状态。从电路形式看，两个三极管都接成射极输出器的形式，具有叫二冷，输入电阻高，输出电阻低的特点。假定u-=Uimsinal,当碼为正半波时久导通、巧截止,流过心的电流为4】，%=论。当坷为负半波时，乙导通、刁截止，流过心的电流为心，由于刀、D对称，匕=心，"。=殆。由此可见，在输入信号％的一个周期内，人、心交替导通，互相

7、补足，故称为互补对称功率放大电路。电流心、心2以正反不同的方向交替流过负载心，在心上得到一个完整的正弦输出信号％,如图4・lb所示。图4・2为采用图解法分析的双电源OCL功率放人电路的波形图，从图可知，输出电压的最犬不失真输出幅值为t/om(max)=t/ccm(max)=Uy一Ses。图4-2乙类双电源OCI■功率放人电路的波形图4.4.2.2功率参数分析1•输出功率心若用正弦信号的輔值表示，则输出功率为(4-2)输岀叫(即输入心的幅度越大，负载上输出的功率也越大。当输出叫喰且波形不失真时，其值为^om(max)=^CC-^C

8、ES，此时输出功率也最大。故最大不失真输出功率为：(4-3)2•管耗片■］、Pj2管耗是指流过每只功率管瞬时电流，C与管压降"CE的乘积在一个周期内的平均值，由于每只管子各导通半周，故有：(4-4)=丄（如如在理想情况下（即无静态电流，忽略管子饱和压降），当无输