电路基础与集成电子技术-6.4 互补功率放大电路课件.ppt

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1、6.4互补功率放大电路电路6.4.1晶体管的工作状态6.4.2乙类互补输出级6.4.3单电源互补功率放大电路6.4.4复合管6章集成运算放大器和模拟乘法器单元电路2010.02导通角＝360°；效率≤50%。导通角＝180°；效率≤78.5%。导通角稍大于>180°；效率接近乙类。导通角<180°。6.4.1晶体管的工作状态图6.4.1(a)晶体管的工作状态根据晶体管在输入信号的一个周期内导通时间的多少来定义晶体管的工作状态，导通时间常用导通角表示，如图6.4.1(a)所示。6章集成运算放

2、大器和模拟乘法器单元电路2010.02功率放大电路能够向负载提供足够的输出功率。功率放大电路必须考虑效率问题，可将晶体管从甲类工作状态改为乙类或甲乙类状态，但同时产生了失真问题。必须解决乙类、甲乙类工作状态下的失真问题，乙类、甲乙类工作状态才能实用。平均电流下降，静态功耗虽然减小，但失真严重图6.4.1(b)晶体管乙类工作状态失真严重6.4.2乙类互补输出级6.4.2.1功率放大电路的矛盾6.4.2.2互补输出级基本电路的特点为了解决乙类状态下的失真问题，常采用乙类互补输出电路，如图6.4.2所示。它是由一对

3、特性一致的NPN和PNP晶体管，按射极输出器的电路形式组合而成。NPN管用+VCC供电，PNP管用-VCC供电。互补输出电路具有输出电阻小、负载能力强的优点。图6.4.2乙类互补输出级(a)(b)(c)图6.4.2正负半周波形合成的原理正负半周波形的合成见图6.4.2。在负载RL上就得到合成的正负半周正弦波，以解决失真问题，见图6.4.3。图6.4.3正负半周合成的波形图6章集成运算放大器和模拟乘法器单元电路2010.026.4.2.3互补输出级基本电路的工作原理ie1ie1OT2tie2OTtOtuo图6.

4、4.2是互补输出级放大电路，当输入加入一正弦输入电压。正半周VT1导通，负半周VT2导通，在负载上可合成一正弦波。图6.4.2互补输出级的工作波形+ie26章集成运算放大器和模拟乘法器单元电路2010.02负载上的最大不失真功率（忽略晶体管的饱和压降时）：输入、输出均为正弦波时，乙类互补功率放大电路的输出功率：6章集成运算放大器和模拟乘法器单元电路2010.02因晶体管存在死区，若输入信号小于开启电压，则晶体管不导通。所以在乙类工作状态在信号的正、负半周交替过零处，因晶体管的死区，导致集电极电流为0，所形成的

5、非线性失真，称为交越失真。uo图6.4.4(a)交越失真死区6.4.2.3交越失真及其消除6章集成运算放大器和模拟乘法器单元电路2010.02图6.4.4(b)交越失真示波器波形图为消除交越失真，可给晶体管稍稍加一点偏置，使之处于微导通状态，消除死区，即工作在甲乙类工作状态。只要一加入信号，晶体管立刻导通。输入信号输出信号6章集成运算放大器和模拟乘法器单元电路2010.026.4.2.4消除交越失真的互补输出级为消除交越失真，使晶体管工作在甲乙类。只要一加入信号，晶体管立刻导通。图6.4.5(a)甲乙类互补输

6、出极放大电路因为二极管的正向压降与发射结的死区电压差不多，用二极管提供偏置可消除交越失真。晶体管的导通角稍大于，这种甲乙类互补功率放大电路，见图6.4.5(a)。6章集成运算放大器和模拟乘法器单元电路2010.02为了便于调节甲乙互补电路的导通角，用电压倍增电路取代二极管，见图6.4.5(b)，由图可知：UCE4正好略大于VT2加VT3的开启压，而UCE4取决于UBE4和电阻R1、R2。因晶体管VT4的发射结压降UBE4基本不变，调整电阻R1、R2，即可调节了VT2和VT3的偏置，以达到甲乙类工作状态。图6

7、.4.5(b)UBE倍增甲乙类互补电路6章集成运算放大器和模拟乘法器单元电路2010.026.4.3单电源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，用一个电容器隔。这种电路称为OTL互补功放电路。负半周的电流由电容器存储的电荷提供，故C容量应足够大。由电路的下限频率确定电容量LLπ21fRC³单电源互补功率放大电路，如图所示。图6.4.7OTL电路+复合管一般由两只或三只晶体管级联在一起，作为一只晶体管使用。复合管的电流放大系数比单只晶体管的电流放大系数大许多；

8、同时还可以改变晶体管是NPN型，还是PNP型的性质。常用的复合管有下列四种形式，见图6.4.7。图6.4.7复合管的四种类型6.4.4复合管6.4.4.1复合管的组成原则6章集成运算放大器和模拟乘法器单元电路2010.02组成复合管时，NPN型和PNP型晶体管可以同类型或不同类型之间互相搭配；但e、b、c三个电极的连接必须满足电极中电流，能够按放大状态正确的流动；应该使小功率的晶体管在输入侧，大功率