模拟电子技术 功率放大电路.ppt

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1、第4章功率放大电路4.2互补对称功率放大电路4.3改进型OCL电路4.1概述*4.4集成功放及其应用小结4.1概述4.1.1功率放大的特点及主要性能指标Pomax大，三极管工作在尽限状态=Pom/PV要高非线性失真要小特点：晶体管的散热与保护问题分析方法----图解法本章主要阐明功率放大电路的组成、最大输出功率和效率的估算、以及集成功放的应用。功率放大电路是在电源电压确定情况下，以输出尽可能大的不失真的信号功率和具有尽可能高的转换效率为组成原则，功放管常常工作在尽限应用状态。（功放的输入信号幅值较大

2、，分析时应采用图解法）最大输出功率Pom功率放大电路的主要技术指标是最大输出功率和转换效率：功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。在输入为正弦波且输出基本不失真条件下，输出功率是交流功率，表达式为Po=IoUo，式中Io和Uo均为交流有效值。最大输出功率Pom是在电路参数确定的情况下负载上可能获得的最大交流功率。转换效率功率放大电路的最大输出功率与电源所提供的功率之比称为转换效率。电源提供的功率是直流功率，其值等于电源输出电流平均值与其电压之积。从能量控制和转换的角度看，功率放大电路与其它放

3、大电路在本质上没有根本的区别；只是功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。因此，从功放电路的组成和分析方法，到其元器件的选择，都与小信号放大电路有着明显的区别。4.1.2功率放大电路的分类甲类：乙类：甲乙类：甲类乙类甲乙类在放大电路中，当输入信号为正弦波时，若晶体管在信号的整个周期内均导通（即导通角为360°），则称之工作在甲类状态。若晶体管仅在信号的正半周或负半周导通（即导通角为180°），则称之工作在乙类状态。若晶体管的导通时间大

4、于半个周期且小于周期（即导通角在180°~360°之间），则称之工作在甲乙类状态。放大电路的工作状态甲类(=2)tiCOIcM2ICQtiCOIcM2ICQ乙类(=)tiCOIcMICQ2甲乙类(<<2)QuCEiCOtiCOQQ乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。4.2.1互补对称功率放大电路的引出+VCCRLC1+RBuce=uouCEiCOt

5、iCOQIcMUceM设“Q”设置在交流负载线中点VCCIC4.2互补对称功率放大电路1.甲类功率放大电路的输出功率与效率4.2.1互补对称功率放大电路（1）共射放大电路输出功率很小，且由于电源提供的功率始终不变，使得效率也很低，可见其不宜作为功率放大电路。2.互补对称功率放大器的引出上图所示的射极跟随器输出电阻小，带负载能力强，适合作功率输出级。为了提高效率，必须使电路的静态损耗为0，即IB=0，IC=0，并且采用两个极性相反的射极跟随器组成乙类互补功率放大电路。射极跟随器波形失真4.2.2OCL电

6、路的组成与工作原理(OCL—OutputCapacitorless)电路组成及工作原理RLT1T2+VCC+ui+uoVCCui>0T1导通T2截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui<0T2导通T1截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0T1、T2截止目前使用最广泛的是无输出变压器的功率放大电路（OTL电路）和无输出电容的功率放大电路（OCL电路）。本节以OCL电路为例，介绍功率放大电路最大输出功率和转换效率的分析计算，以及功放中晶体管的选择。电路存在的问题：当输入

7、电压小于死区电压时，三极管截止，引起交越失真。交越失真输入信号幅度越小失真越明显RLT1T2+VCC+ui+uoVCC为了消除交越失真，应当设置合适的静态工作点，使两只晶体管均工作在临界导通或微导通状态。即晶体管工作在甲乙类状态。4.2.3OCL电路的输出功率与效率功率放大电路最重要的技术指标是电路的最大输出功率Pom及效率。为了求解Pom，需首先求出负载上能够得到的最大输出电压幅值。当输入电压足够大，且又不产生饱和失真时，电路的图解分析如右图所示。图中Ⅰ区为T1管的输出特性，Ⅱ区为T2管的输

8、出特性。因Q点在横轴上，因而最大输出电压幅值等于电源电压减去晶体管的饱和压降，即（VCC-UCES）。OCL电路OCL电路的图解分析最大输出功率Pomax=Pom最大不失真输出电压的有效值Uom电源功率PV电源所消耗的平均功率等于其平均电流与电源电压之积，其表达式为转换效率在理想情况下，即饱和管压降可忽略不计的情况下应当指出，大功率管的饱和管压降常为2~3V，因而一般情况下都不能忽略饱和管压降，即不能用上面理想情况下的式子来计算电路的最大输出功率和效率