模拟电子技术基础第14讲_甲乙类互补对称功率放大电路

5 2 1乙类双电源互补对称功率放大电路 无输出电容的互补对称功放电路 OCL电路 1 最大不失真输出功率Pomax 实际输出功率Po 2 管耗PT 最大管耗与最大输出功率的关系 3 电源供给的功率PV 4 效率 当 由于T1 T2导通时均组成射极输出器 所以该电路的特点是 无输出变压器的互补对称功放电路 OTL电路 5 2 2乙类单电源互补对称功率放大电路 1 最大不失真输出功率Pomax 4 效率 2 电源供给的功率PV 3 管耗PT 功率BJT的选择 1 每只管子最大允许管耗 3 通过BJT的最大集电极电流 2 每只管子最大反向电压 5 3甲乙类互补对称功率放大电路 乙类互补对称电路存在的问题 当输入信号在0 Vbe之间变化时 不足以克服死区电压 三极管不导通 因此在正 负半周交替过零处会出现一些非线性失真 称之为交越失真 乙类放大的输入输出波形关系 死区电压 Vi Vo V o V o t t t t 5 3 1甲乙类双电源互补对称电路 1 静态偏置 静态时 D1 D2上产生的压降为功率管提供一个适当的偏压 使功率管处于微导通状态 可以克服交越失真 设T3已有合适的静态工作点 由于电路对称 静态时 1 电路组成 2 工作原理 5 3 1甲乙类双电源互补对称电路 2 动态工作情况 在输入信号的整个周期内 两二极管是否会出现反向偏置状态 外加输入信号vi后由于管子工作在甲乙类 即使vi很小 由于D1 D2的交流电阻很小 可视为短路 此时相当于T3的输出加在T1 T2管子的基极上 实现信号的放大 3 图解法分析 4 缺点 由D1 D2组成的偏置电路不容易调节 故引入vBE扩大电路 5 3 1甲乙类双电源互补对称电路 VBE可认为是定值 R1 R2不变时 VCE4也是定值 可看作是一个直流电源 只要调节R1 R2的比值 就可以改变T1 T2的偏压 功放指标的分析计算与乙类双电源互补对称功放的有关公式近似 5 3 2甲乙类单电源互补对称电路 1 静态偏置 2 动态工作情况 调整R1 R2阻值的大小 可使 此时电容上电压 在怎样的条件下 电容C才可充当负电源的角色 RLC足够大 应满足RLC 5 10 2 fL 3 指标的计算 用VCC 2代替乙类OCL电路的各指标公式中的VCC即可 4 此电路存在的问题 K点电位受到限制 4 带自举电路的单电源功放 静态时 C3充电后 其两端有一固定电压 不随vi而改变 动态时 C3充当一个电源 在怎样的条件下 电容C3才能起到电源的作用 R3C3足够大 调节R 使静态VAQ 0 5VCC D1 D2使b1和b2之间的电位差等于2个二极管正向压降 克服交越失真 Re1 Re2 电阻值1 2 射极负反馈电阻 也起限流保护作用 5 实用OTL互补输出功放电路 小结 1 功率放大电路是在大信号下工作 通常采用图解法进行分析 研究的重点是如何在允许的失真情况下 尽可能提高输出功率和效率 2 与甲类功率放大电路相比 乙类互补对称功放的主要优点是效率高 在理想情况下 其最大效率约为78 5 为保证BJT安全工作 双电源互补对称电路工作在乙类时 器件的极限参数必须满足 PCM PT1 0 2Pom V BR CEO 2VCC ICM VCC RL 3 由于BJT输入特性存在死区 工作在乙类的互补对称电路将出现交越失真 常利用二极管或VBE扩大电路进行偏置的甲乙类互补对称电路克服失真 4 在单电源互补对称电路中 计算输出功率 效率 管耗和电源供给的功率 可借用双电源互补对称电路的计算公式 但要用VCC 2代替原公式中的VCC 5 在集成功放获得广泛应用的同时 大功率器件也发展迅速 主要有达林顿管 功率VMOSFET和功率模块 为了保证器件的安全运行 可从功率管的散热 防止二次击穿 降低使用定额和保护措施等方面来考虑 小结 重点难点 重点 1 功率放大电路的特殊问题 2 乙类互补对称功率放大电路的组成 计算及功放BJT的选择 难点 1 乙类和甲乙类互补对称功率放大电路的组成 计算及功放BJT的选择 2 甲乙类单电源互补对称电路的工作原理 存在的问题及解决的办法 作业 P221 5 3 3 5 3 5 P220 5 3 1 举例 一个功率放大电路如图所示 已知Vcc 20V Vcc 20V 负载电阻RL 8 设晶体管T1 T2特性一致 死区影响及VCES忽略不计 1 求R 0 vi 10sin tV时的Po Pv PT及 2 求R 0时电路的最大输出功率Pom及此时的Pv PT