功率放大电路全解课件.ppt

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1、5功率放大电路5.1功率放大电路的一般问题5.1.1功率放大电路的特点及主要研究对象功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。它一般直接驱动负载，带负载能力强。功率放大电路主要要求获得一定的不失真的输出功率，通常在大信号状态下工作。1.定义2．功率放大电路与电压放大电路的区别（1）本质相同电压放大电路或电流放大电路主要用于增强电压幅度或电流幅度。功率放大电路主要输出较大的功率。但无论哪种放大电路，在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，从能量控制的观点来看，放大电路实质上都是能量转换电路。因此，功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别。称呼上的区别只不过是

2、强调的输出量不同而已。（2）任务不同电压放大电路主要任务是使负载得到不失真的电压信号。输出的功率并不一定大。在小信号状态下工作。功率放大电路主要任务是使负载得到不失真（或失真较小）的输出功率。在大信号状态下工作。（3）指标不同电压放大电路主要指标是电压增益、输入和输出阻抗.功率放大电路主要指标是功率、效率、非线性失真。（4）研究方法不同电压放大电路：图解法、等效电路法功率放大电路：图解法3.功率放大电路的特殊问题（1）功率要大（2）效率要高（3）失真要小（4）散热要好为了获得大的功率输出，要求功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度，管子往往在接近极限运用状态下工作

3、。效率是负载得到的信号功率与电源供给功率的比值。它代表了电路将电源直流能量转换为输出交流能量的能力.功率放大电路是在大信号下工作，所以不可避免地会产生非线性失真，这就使输出功率和非线性失真成为一对主要矛盾。功率放大电路中，大量的功率消耗在集电结上，使结温和管壳温度升高。为了使管子输出足够大的功率。4．放大电路的工作状态分类（1）甲类放大功率管的导电角θ=2π。（2）乙类放大功率管的导电角θ=π。（3）甲乙类放大此时功率管的导电角θ满足：π<θ<2π。（4）丙类放大功率管的导电角小于半个周期，即0<θ<π5.1.2提高效率的主要途径（1）要提高效率，就应减小在晶体管

4、上的功率PT,将电源供给的功率大部分转化为有用的信号输出功率。（2）电源供给的功率一部分转化为有用的输出功率，另一部分则消耗在管子（和电阻）上，并转化为热量的形式耗散出去，称为管耗。甲类放大电路的效率是较低的，可以证明，即使在理想情况下，甲类放大电路的效率最高也只能达到50%。（3）提高效率的主要途径是减小静态电流从而减少管耗。静态电流是造成管耗的主要因素，把静态工作点Q向下移动，使信号等于零时电源输出的功率也等于零（或很小），这样电源供给功率及管耗都随着输出功率的大小而变，改变了甲类放大时效率低的状况。乙类和甲乙类放大虽然减小了静态功耗，提高了效率，但都出现了严

5、重的波形失真，因此，既要保持静态时管耗小，又要使失真不太严重，这就需要在电路结构上采取措施。5.2乙类双电源互补对称功放电路5.2.1电路组成在乙类放大电路中，虽然管耗小，有利于提高效率，但存在严重的失真，使得输入信号的半个周期被削掉。常采用两个管子交替工作来解决效率和失真之间的矛盾。该电路是由两个射极输出器组成的。图中,T1和T2分别为NPN型管和PNP型管，两管的基极和发射极相互连接在一起，信号从基极输入，从射极输出，RL为负载。5.2.2图解分析功率放大电路的分析任务是求解最大输出功率、效率及三极管的工作参数等。分析的关键是Uo的变化范围。在分析方法上，通常

6、采用图解法，这是因为BJT处于大信号下工作.下图表示在Ui为正半周时T1的工作情况。图中假定，只要UBE1=Ui>0，T1就开始导电，则在一周期内T1导电时间约为半周期。随着vi的增大，工作点沿着负载线上移，则io=iC1增大，vo也增大，当工作点上移到图中A点时，UCE1=VCES，已到输出特性的饱和区，此时输出电压达到最大不失真幅值Vomax。根据上述图解分析，可得输出电压的幅值为Uom=IomRL=UCC-UCE1其最大值为Uommax=UCC-UCES。T2管的工作情况和T1相似，只是在信号的负半周导电。两管的工作情况：为了便于分析两管的工作情况，将T2的

7、特性曲线倒置在T1的右下方，并令二者在Q点，即UCE=UCC处重合，形成T1和T2的所谓合成曲线。这时负载线通过UCC点形成一条斜线，其斜率为-1/RL。显然，允许的io的最大变化范围为2Iom，Uo的变化范围为2Uom=2IomRL=2（UCC-UCES）。若忽略管子的饱和压降VCES，则Vommax≈2UCC。根据以上分析，不难求出工作在乙类的互补对称电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率。5.2.3功放的管耗考虑到T1和T2在一个信号周期内各导电约180°，且通过两管的电流和两管两端的电压vCE在数值上都分别相等（只是在时间上错开了半个周期）。因此，

8、为求出总管