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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 教学内容 4 4集成功放及其应用 4 1概述 教学重点 第4章功率放大电路 2 OCL电路的结构原理 3 OCL电路的效率计算 1 功放电路的基本要求 4 功放管的选择 对功放电路性能的基本要求在多级放大电路的末级或末前级是功率放大级 1 输出功率尽可能大 2 效率要高 3 非线性失真要小 4 1概述 4 晶体管的散热与保护问题 采用互补对称式功率放大电路 常用形式有两种 无输出电容OCL和有输出电容OTL 4 1概述 图解法 2 组成形式 3 分析方法 4 放大电路常用的三种工作状态 3 乙类工作状态 2 甲乙类工作状态 1 甲类工作状态 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 2 失真大 静态电流小 管耗小 效率较高 甲类工作状态 2 失真小 静态电流大 管耗大 效率低 4 放大电路常用的三种工作状态 乙类工作状态失真大 静态电流为零 管耗小 效率高 Q Q Q 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 放大电路常用的三种工作状态 4 2 1互补对称功率放大电路的引出 VCC IC 4 2互补对称功率放大电路 甲类共射放大电路 4 2 1互补对称功率放大电路的引出 射极跟随器作功率输出级输出电阻小 负载能力强但由于Re的存在 它的静态电流较大 电路效率仍然较低 为了提高效率 必须使电路的静态损耗为0 即IB 0 IC 0 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 甲类共集放大电路 4 2 1互补对称功率放大电路的引出 乙类共集放大电路 波形失真严重 1 电路特点1 双电源 Vcc供电 2 T1和T2特性一致 3 静态时 VB VE 0电路处于乙类工作状态4 T1和T2互补工作 输入 输出双向跟随信号过零时出现交越失真 iC1 iC1 4 2 2OCL电路的组成与工作原理 OCL OutputCapacitorless 2 电路存在的问题 当输入电压小于死区电压时 三极管截止 引起交越失真 4 2 2OCL电路的组成与工作原理 UoM NPN PNP 大信号 图解法动态分析 4 2 3OCL电路的输出功率与效率 UoM 1 最大不失真输出功率 ui uoM 输出电压峰值 输出电压最大峰值 4 2 3OCL电路的输出功率与效率 4 2 3OCL电路的输出功率与效率 2 电源功率PV 半电路计算 3 效率 4 2 3OCL电路的输出功率与效率 令 则 时管耗最大 4 功放管的最大管耗 即 PT 5 选择功放管的原则三个极限参数的选择 PCM 0 2Pom U BR CEO 2VCC ICM VCC RL RL T1 T2 VCC ui uo VCC 2VCC UCES 4 2 3OCL电路的输出功率与效率 例1 已知 VCC 24V RL 8 忽略UCES求Pom以及此时的PV PT1 并选管 解 PV 2V2CC RL 45 9 W 4 9 W U BR CEO 48V ICM 24 8 3 A 例2 已知 VCC 12V RL 8 UCES 2V 1 求Pom 以及此时的PV PT1 并选管2 计算 0 6时的Po 解 PV 2VCC VCC UCES RL 9 55 W U BR CEO 24V ICM 12 8 1 5 A 设置静态偏置消除交越失真 偏置电路 二极管D1 D2电阻R1 R2和电位器RP Vcc VEE uo T1 T2 RL B1 B2 ui 2UBE 4 3改进型OCL电路 4 3 1甲乙类互补对称功率放大电路 电路1 当ui 0时 T1 T2微导通 1 当ui 0 由小到大变化时 T1微导通 充分导通 微导通 T2微导通 截止 微导通 2 当ui 0 由大到小变化时 T2微导通 充分导通 微导通 T1微导通 截止 微导通 4 3 1甲乙类互补对称功放 4 3改进型OCL电路 4 3 1甲乙类互补对称功率放大电路 T5给T1 T2提供静态电压 电路2 带推动级的互补对称功放 克服交越失真的偏置电路 UBE的倍增电路 4 3改进型OCL电路 4 3改进型OCL电路 4 3 1甲乙类互补对称功率放大电路 电路3 推动级 UBE倍增电路 功率和效率计算方法 由于甲乙类互补对称功率放大电路的静态电流很小 其工作原理与分析方法与乙类功率放大电路近似相同 对于甲乙类互补对称功率放大电路的输出功率与效率计算 仍然可以使用乙类功率放大电路的计算公式 这样做计算过程简单 误差也不是很大 4 3改进型OCL电路 4 3 1甲乙类互补对称功率放大电路 4 3 2准互补对称放大电路 1 复合管 达林顿管 目的 实现管子参数的配对 ib1 1 1 ib1 1 1 ib1 1 2 1 1 2 1 2 ib1 1 2 rbe rbe1 1 1 rbe2 2 1 1 ib1 1ib1 ib ic ie 1 2 1 2 ib1 在串接点 必须保证两管电流方向的一致和连续 实际电流方向不冲突 2 在并接点 必须保证两管电流同时流入接点或同时流出接点 3 必须保证复合管中每个管子都工作在放大区 4 复合管的类型与第一只管子相同 复合管的构成规则 4 3 2准互补对称放大电路 并接点 串接点 NPN NPN NPN PNP PNP PNP NPN PNP NPN PNP NPN PNP 一些常见的复合管 4 3 2准互补对称放大电路 NPN PNP 4 3 3输出电流的保护 R3和R4的作用 弥补准互补管的不对称 输出电流取样 D1和D2的作用 正常情况下截止 过流时导通限流 练习 4 4集成功放及其应用 引言 4 4 2DG810集成功放及其应用 4 4 3TD2040集成功放及其应用 4 4 1LM386集成功放及其应用 组成 前置级 中间级 输出级 偏置电路 特点 输出功率大 效率高 有过流 过压 过热保护 引言 4 4 1LM386集成功放及其应用 1 典型应用参数 直流电源 4 12V 额定功率 660mW 带宽 300kHz 输入阻抗 50k 1234 8765 引脚图 2 LM386集成功放内部电路 1 8开路时 Au 20 负反馈最强 1 8交流短路Au 200 负反馈最弱 电压串联负反馈 V1 V6 射级跟随器 高Ri V3 V5 恒流源负载 V2 V4 双入单出差分电路 V7 V12 功率放大电路 V7为驱动级 I0为恒流源负载 V11 V12用于消除交越失真 V8 V10构成PNP 准互补对称 2 LM386内部电路 输出电容 OTL 频率补偿 抵消电感高频的不良影响防止自激等 调节电压放大倍数 3 LM386典型应用电路 4 4 2DG810集成功放 标准音频功率放大 功率大 噪声小 频带宽 工作电源范围宽 有保护电路 4 4 3TD2040集成功放及其应用 特点 输出短路保护 自动限制功耗 有过热关机保护 参数 直流电源 2 5 20V 开环增益 80dB 功率带宽 100kHz 输入阻抗 50k 输出功率 22W RL 4