模电17第三章功放

.,2功率放大器工作状态的分类,(1)甲类（A类）工作状态,（a）甲类功放的转移特性,Q,功率管在输入信号的一周期内都导通,晶体管导通角1800,34功率输出级电路,1功放的特点和指标略,输出功率大，效率高,.,2功率放大器工作状态的分类,(2)乙类(B类)工作状态,Q,（b）乙类功放的转移特性,晶体管只在输入信号正半周工作在放大区(导通),晶体管导通角900,.,(3)甲乙类(AB类)工作状态,晶体管在信号的大半周期间导通，导通角1800900,.,(4)丙类(C类)工作状态,输出信号电流波形只有一个尖顶，导通角900,.,UCEQ+ICRLEC,3甲类放大器的输出功率,uCE,iC,（1）电源提供的平均功率PE为,PE=ECICQ,最大不失真输出电压的幅度,最大不失真输出电流的幅度,（3）甲类功放的最大效率为,（2）电路可能的最大交流输出功率POmax,实际上由于饱和压降UCES和穿透电流ICEO等因素的影响，甲类功放的最大效率总是小于25%,.,3甲类放大器的输出功率,（4）晶体管的最大管耗PTmax,PTmax=PEPomin,PT=PEPo,0,PTmax=PE,=ECICQ,输入信号为零时，负载和晶体管消耗全部直流功率，晶体管的管耗最大；而当最大输出时，晶体管的管耗最小，,Rc为最佳匹配时，输出功率才有可能达到最大交流输出功率POmax。,.,.,342互补推挽乙类功率放大器,1电路的构成及原理,（1）电路组成,T1：与RL射随器,T2：与RL射随器,NPNPNP管互补射极输出器（也称为OCL功放）,UBE1UBE2,静态时ui=0,uo=0,（2）工作原理分析：,当信号处于正半周时，ui0，T1导通T2截止,输出电压u0=ic1RLui,当信号处于负半周时，uiUBE1正跟随区,uiUCES,(Uom)maxEC,D,.,所以一个周期的平均功率损耗（管耗）为,（2）单管最大平均管耗PT1max,T1管的瞬时管压降uCE1,-EE,流过T1管的瞬时电流：,=ECuo,ic1=uo/RL,若设输出电压为u0=Uomsint，则有,平均管耗PT1与Iom是非线性关系,如果令dPT1/dIom=0可求出：当I0m=2EC/RL时，或U0m=2EC/0.63EC时,如果乙类互补对称电路的最大输出功率POmax=10W,PT1max=2W,则具体在电路设计中应选择最大管耗PCM2W的晶体管T1和T2。,.,（3）最大可能管耗(最大瞬时管耗),单管T1的瞬时功耗为,Pc=uCE1iC1,(EC-iC1RL),=(EC-iC1RL)iC1,=ECiC-iC2RL,令dPc/diC=0,可求得当iC=EC/2RL时，单管最大可能管耗为,PCmax=EC2/2RL-EC2/4RL,PCmax=0.5POmax,PCmax=EC2/4RL,单管T1的瞬时功耗为单管最大可能管耗是最大输出功率的二分之一。,最大可能管耗发生在负载线中点处。,.,（4）直流电源供给的最大功率PEmax,电源EC（或EE）供给T1（或T2）的平均电流,电源供给的最大功率为：,max,(Iom)max,PEmaxPomax+2PT1max,.,（5）最大效率max,实际效率,（6）功率BJT管的选择,(1)每只BJT的最大允许管耗PCM必须大于PT1max=02Pomax。,(2)考虑到当T2接近饱和导通时，-uCE20，此时T1管的uCEl具有最大值，且等于2EC。因此，应选用BUCEO2EC的管子,(3)通过BJT的最大集电极电流为ECRL，所选BJT的ICM一般不宜低于此值,.,例35功放电路如图所示，设EC12V，RL=8，BJT的极限参数为ICM=2A，BUCEO=30V，PCM=5W。试求：(1)最大输出功率Pomax值，并检验所给BJT是否能安全工作?(2)放大电路在06时的输出功率Po值,解：(1)求Pomax,最大集电极电流,CE极间最大压降,最大管耗,ICM=2A,BUCEO=30V,PCM=5W,能安全工作,.,作业：P1323.133.14,.,343其他乙类推挽功率放大器,+uo-,RL,EC,ui,Rb1,Rb1,T2,T1,Re,1变压器耦合推挽功放,（1）电路结构,T1和T2NPN同型号、相同特性,基极偏置电路EC,Rbl和Rb,消除交越失真,T1和T2工作在甲乙类状态,Tr1,u1/uL=N1/N2,ic1/iL=N2/N1,设变压器Tr2的初级绕组总匝数为2N1，次级绕组匝数为N2,ui1=-ui2,u1/ic1=(N1/N2)2uL/iL,令：u1/ic1=RL,RL1,uL/iL=RL,RL,负载RL折合到初级绕组上半部分的等效电阻RL1,RL1=(N1/N2)2RL,RL2=(N1/N2)2RL,Tr2具有阻抗变换的作用,可通过调节N1/N2来实现最佳负载阻抗RL，得到最大不失真功率,.,+uo-,RL,EC,ui,Rb1,Rb1,T2,T1,Re,（2）工作原理分析,体积大、价格贵、低频响应差、本身有损耗，而且由于漏感和寄生电容的存在，使经过变压器引入深度负反馈时极易引起自激振荡。,.,ui,T2,T1,RL,+uo-,EC,R,Re,T1,2单电源互补推挽功放,Rc,R1,R2,uo1,T1、R1、R2和Rc、Re为前置放大器,R、D1、D2为T2和T3基极提供偏置减小交越失真,静态时，,C,C被充电至EC2,OTL功放,EC2,.,OTL功放,OCL功放,大电容，单电源,无电容，双电源,.,.,34