最新5-功率放大电路解读教学讲义PPT.ppt

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1、5-功率放大电路解读第五章功率放大电路教学内容：本章以分析功率放大电路的输出功率、效率和非线性失真之间的矛盾为主线，逐步提出解决矛盾的措施。在电路方面，以互补对称功率放大电路为重点进行较详细的分析与计算。教学要求：本章需要重点掌握典型功放电路最大输出功率、效率、管耗的分析计算和功放管选择。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.功率放大电路定义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4．放大电路的工作状态

2、分类（1）甲类放大(A类)功率管的导电角θ=2π整个周期有电流；失真小，但效率低。（2）乙类放大(B类)功率管的导电角θ=π一半时间无电流；效率高，但有交越失真。（3）甲乙类放大(AB类)此时功率管的导电角θ满足：π<θ<2π。少半时间无电流；效率高，可以消除交越失真。*（4）丙类放大(C类)功率管的导电角小于半个周期，即0<θ<π类别工作点波形导通角特点甲类甲乙类乙类较高较低最低360180180—360无失真效率低失真大效率最高失真大效率较高工作状态小结（1）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

3、为热量的形式耗散出去，称为管耗。（2）要提高效率，就应减小在晶体管上的功率PT,将电源供给的功率大部分转化为有用的信号输出功率。5.1.2提高效率的主要途径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，但都出现了严重的波形失真，

4、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。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。5.2乙类双电源互补对称功放电路——OCL(OutputCapacitorless)电路5.2.1电路组成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。T1和T2构成互补对称电路。静态时两个管子均不取电流，有信号时两个管子轮流导电，

5、各向负载提供半个周期的输出波形，从而形成一种推挽式输出结构。OCL(outputcapacitorless)电路+-RLT1T2iv0vc1iVccic2LiVcc+-T1VccLR-+i-v+v-+viRL0-+Vccv0(c)由PNP管组成的射极输出器(a)基本互补对称电路(b)由NPN管组成的射极输出器两射极输出器组成的基本互补对称电路1.图解分析5.2.2分析计算ABAB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vo的变化范围。在分析方法上，通常采用图解法，这是因为BJT处于大信号下工作.vi为正半周时T1

6、的工作情况:图中假定，只要UBE1=vi>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Vom=IomRL=VCC-VCE1,其最大值为Vommax=VCC-VCES。T2管的工作情况和T1相似，只是在信号的负半周导电。AB两管的工作情况：为了便于分析两管的工作情况，将T2的特性曲线倒置在T1的右下方，并令二者在Q点，即VCE=

7、VCC处重合，形成T1和T2的所谓合成曲线。这时负载线通过VCC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，vo的变化范围为:2Vom=2IomRL=2(VCC-VCES)。若忽略管子的饱和压降VCES，则Vommax≈2VCC。根据以上分析，可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。2.性能指标分析计算(设输出电压幅值为Vom时)1)输出功率最大输出功率2)管耗单个管子在半个周期内的管耗两管管耗3)直流电源提供的功率PV直流电源供给的功率PV包括负载得到的信号功率和T1、T2消耗的功

8、率两部分。4)效率效率就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。一般情况下效率：5