《模拟电子教学资料》第3章 功率放大电路.pptVIP

第3章功率放大电路 功放电路的特点及其研究对象互补对称功放电路甲乙类互补对称电路集成功放简介 3 1功率放大电路的特点及分类 功率放大电路 要求负载得到一定的不失真或失真较小的输出功率 电路工作在大信号状态 研究的问题是提高输出功率和效率 共同点 都是能量转换电路 把直流能量转换为交变能量 不同点 普通放大电路 要求负载得到不失真电压信号 不要求输出功率 电路工作在小信号状态 研究的问题是电压放大倍数 输入和输出电阻 带宽等 功放电路与普通放大电路的比较 3 1 1功放电路的特点 要求输出功率尽可能大 要求输出电流和电压都大 管子运行在极限状态 电路效率要高 效率是指负载得到的有用信号功率与电源供给的直流功率之比 比值越大效率越高 非线性失真尽可能小 功率与失真是一对矛盾 一般输出功率越大失真越严重 半导体的散热问题 功放电路中很大一部分功率被集电结消耗掉 使结温上升 为充分利用允许的管耗输出足够大的功率 散热非常重要 采用图解分析法 器件在大信号情况下工作 电路分析不能采用小信号模型分析法 常采用图解分析法 3 1 2功率放大电路的分类 iC 甲类 最高效率50 A类 在整个周期内iC 0 导通角 2 静态工作点是管耗的主要因素 iC 甲乙类 iC 0的时间大于 AB类 半个周期 导通角 2 iC 乙类 iC 0的时间约为半个 B类 周期 导通角 3 2乙类互补对称功放电路 乙类互补对称式功放原理最大输出功率效率乙类功放的失真问题 3 2 1 乙类互补对称功放电路结构 结构特点 互补 对称 vI 0时IB1 IB2 0IC1 IC2 0VCE1 VCCVCE2 VCCvO 0 互补对称功放电路工作原理 T1和T2分别组成射极输出器 互补对称功放电路工作原理 VCC VEE VCC 输出电压的最大变化范围 2Vcem输出电流的最大变化范围 2Icm 3 2 2输出功率及效率的分析计算 1 输出功率 如果输入足够大 使输出达到最大值 CC VCES 此时的功率为最大不失真输出功率Po M 输出功率及效率的分析计算 每个电源只提供半个周期的电流 电源提供的平均功率为 2 电源提供的功率 互补对称功放电路分析计算 电路的效率是指输出功率与电源提供的功率之比 在输出最大 Vom CC 时得到最大输出功率 3 电路的效率 3 2 3功率管的选择 Vom 0时管耗为0 Vom VCC时管耗为 1 功率管管耗计算 最大管耗与输出功率的关系 2 最大管耗与输出功率的关系 Vom VCC PV Po PT1 PV Po 2PT1 Po PT1 PV与Vom的关系 最大管耗与输出功率的关系 管耗最大发生在时 此时 2 最大管耗与输出功率的关系 互补对称功放电路晶体管参数的选择 各晶体管最大功耗PCM PT1max 0 2Po M b V BR CEO 2VCC c ICM VCC RL 3 参数选择 3 2 4甲乙类互补对称电路 交越失真 造成交越失真的原因 静态工作点太低解决办法 为晶体管提供一定的静态工作电流 甲乙类互补功率放大电路 a 利用二极管提供偏置电压 b 利用三极管恒压源提供偏置 vI 0时IB1 IB2 0IC1 IC2 0VCE1 VCCVCE2 VCCvO 0 3 2 5单电源互补对称电路 OTL 电容C的值足够大 静态时VE 0 5VCC vI正半周时通过T1向C充电 负半周时由C代替电源为T2提供能量 自举电路 例题1 1 Vi 10V 有效值 时 电路的输出功率 管耗 直流电源提供的功率和电路的效率 2 Vim 20V 幅值 时 电路的输出功率 管耗 直流电源提供的功率和电路的效率 设图示电路电源电压VCC VEE 20V 负载RL 8 并假定射极输出器的放大倍数为1 管子导通时发射结的压降可忽略不计 试计算 例题1 解 1 例题1 2 3 3集成功率放大器 复