电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch09ppt课件

.1，电子技术基础，模拟部分(版本6)，华中技术大学张林，2，电子技术基本模拟部分，1介绍2运算放大器3二极管及其基本电路4场效应晶体管及其放大电路5双极结晶体管及其放大电路6频率响应7模拟集成电路8反馈放大器9功率放大器电路10信号处理和信号生成电路11直流电源。3，9功率放大器，9.1功率放大器电路的一般问题9.2光输出 a类放大的示例9.3 b双功率互补对称功率放大器9.4 a类互补对称功率放大器9.5功率管9.6集成功率放大器示例，4，9.1功率放大电路的一般问题，1 .功率放大器电路的特性及主要研究对象，(1)功率放大器电路的主要特征，功率放大器电路是用于输出更大功率的放大电路。因此，必须同时输出更大的电压和电流。管道工作接近极限状态。(2)要解决的问题，提高效率，减少扭曲，保护管，通常是直接驱动载荷，提高承载能力。#功率放大器电路与前面介绍的电压放大器电路有本质区别吗？5，9.1功率放大电路的一般问题，2 .提高功率放大电路效率的主要方法、降低静态功耗的方法、降低静态电流的方法、4种工作状态、在正弦信号的整个周期内根据晶体管传导情况分类、b:传导角度等于180、a级：一个周期内平均传导、a级：传导角度大于180、c级：传导角度小于180，6，9.2四极输出 a类放大的例子，特征：电压增益接近1，电流增益很大，可以获得更大的功率增益，输出电阻小，负载能力强。7，9.2四重输出a类放大示例，输出电压与输入电压的关系，BJT的饱和压力vces 0.2v，VO正向振幅最大值，vO负振幅最大值，t阻塞，临界阻塞时。8，9.2四重输出a类放大的示例，正弦波最大输出电压正负振幅相等时的最大输出功率，即最大输出功率，VI足够大，9，9.2四重输出 a类放大示例，电源供电，效率低，放大器效率高，PVC=vddibias=27.75w，pve=veeibias=27.75w，10，9.3 b双电源互补对称功率放大电路，9.3.1电路配置9.3.2分析和计算9.3.3功率BJT的选择，11，9.3.1电路配置，一对NPN，PNP此电路也称为OCL互补功率放大器电路。1 .电路规划，2 .工作原理，两个晶体管在信号正负伴奏下交替传导，以确保负载得到完整的波形。12，9.3.2分析和计算，13，9.3.2分析和计算，1 .最大无损输出功率Pomax，实际输出功率，忽略VCES，14，9.3.2分析计算，伴奏期间的单管消耗，2 .管道消耗PT，2管道消耗，15，9.3.2分析和计算，3 .电源PV，4。效率，0，4。效率，16，9.3.3功率BJT的选择，1 .最大管消耗与最大输出功率的关系，17，9.3.3功率BJT的选择，功率和输出幅度之间的关系，2 .功率BJT的选择(自学)，18，9 . 4 a类和a类互补对称功率放大电路，9.4.1 a和b双电源互补对称电路9.4.2 a和b单电源互补对称电路9.4.3MOS管a和b双电源互补对称电路，19，9.4.1 a和b双电源互补对称电路，b型互补对称电路的问题，20，9.4.1双电源补充对称电路，1。静态偏移，可以克服交叉扭曲，2 .动态操作，二极管是恒压模型，在#输入信号的整个期间，两个二极管会发生逆偏压状态吗？T3有相应的静态工作点，对应于短路、21，9.4.1双电源补充对称电路，还有另一种偏移方式，如果值、R1、R2保持不变，VBE4可以被视为VCE4度值，直流电源。Po、PT、PV和PTm仍然根据b类功率放大器计算公式进行估算。22，9.4.2 a和b单电源互补对称电路，静态，偏置电路为vk=VC-VCC/2(电容器c充电达到正常状态)。，具有信号VI时负半主T1传导，具有通过负载RL的电流时向c充电，正半主T2传导，充电电容器c通过负载RL放电。只要RLCT信满足，电容c就可以起到原始- VCC的作用。计算、Po、PT、PV和PTm的公式必须修改为VCC/2，而不是原始公式的VCC。23，9.4.3MOS管a型双电源互补对称电路，复合管，高频振荡消除，温度补偿，复合管，高频振荡消除，24，9.5电源管、9.5.1电源装置的冷却和电源BJT的二次破坏问题9.5.2电源VMOSFET和DMOSFET。25，9.5.1电源设备的冷却和电源BJT的二次破坏问题，1 .电力BJT的冷却，电力BJT外形规格管消耗的电力直接体现在提高管道的接头温度上。如果接合温度超过一定温度(锗管通常约为90c，硅管约为150c)，可能会损坏电子管。在BJT中，管道的电压大部分落在集电极结上，通过集电极结的电流导致集电极功率丢失，导致管子发热。所以通常用集电极耗散功率来测量BJT的耗散功率。26，1。功率BJT的散热、功率BJT的最大允许耗散功率PCM、总热阻RT、最大允许连接温度Tj与环境温度Ta的关系是TJ-ta=RTp cm。其中热阻rt包括收集器对外壳热阻、外壳和散热器之间的热阻，以及散热器和周围空气的热阻。单位为c/W(或c/mW)。最大接合温和环境温度恒定时，热阻越小，允许的管消耗越大。散热片及其面积大小可以极大地改变热阻的大小。例如，如果BJT没有散热装置，则允许的功率PCM只有1瓦，如果添加1201204mm3的铝散热片，则允许的PCM将增加到10瓦。手册中通常说明的PCM是环境温度为25c时的数值。9.5.1电源设备的热量和功率BJT的二次故障问题，27，2。电力BJT二次故障，在实际应用中，电力BJT不超过允许的PCM值，管也不热，但是电力BJT突然故障或性能明显下降。这种损失不少是由于二次故障造成的。二次破坏主要是由于通过BJT结的电流不均匀，纽结表面局部高温(称为热点)导致的热破坏。与BJT的制造工艺相关。因此，电源管的安全工作区不仅受收集器允许的最大电流ICM、集合间允许的最大击穿电压V(BR)CE和收集器允许的最大功率PCM的限制，而且还受二次击穿临界曲线的限制。9.5.1电源设备的热量和功率BJT的二次故障问题，28，3。提高功率BJT可靠性的主要方法；(1)在包括冲击电压在内的最差条件下，工作电压不得超过限值的80%。(2)在包括冲击电流在内的最坏条件下，工作电流不得超过限值的80%。(3)在包括冲击功耗在内的最坏条件下，操作功耗不得超过设备最高操作环境温度下最大允许功耗的50%。(4)运行时，设备的连接温度不得超过设备允许的最高连接温度的70%至80%。开关电路中使用的电源设备的工作电压、功耗、电流和连接温度(包括波动值)不得超过限制值。9.5.1电源设备的热量和电源BJT的二次破坏问题，29，4。确保设备正常运行的保护措施，防止由于官能负载引起的过电压或过流，负载两端的二极管(或二极管和电容)；具有适当VZ值的稳定器管可以平行放置在电源管的c，e两端，以吸收瞬时过电压等。，9.5.1电源设备的热量和功率BJT的二次破坏问题，30，9.5.2电源VMOSFET和DMOSFET，1。VMOS管、v型槽式纵向MOS管、称为VMOS(VerticalMOS)的电流沿导电通道从泄漏到源极的纵向通道非常短，电流ID很大，可以提高到200AN -外延层的耐压值，最大1000V以上的非线性失真很小。31，9.5.2电源VMOSFET和DMOSFET，2。DMOS管，称为双扩散MOS(DMOS)的双扩散mos管，电流纵向通道短，电流ID很大，最高可达600V以上、32、9.5.2功率VMOSFET和DMOSFET，以及MOS电源管的优点，(1)与输入电阻很高的MOS设备一样，输入电阻很高，因此所需的驱动电流很小，功率增益也很高。(2)MOS管没有二次故障(3)由于低子存储问题，开关速度更高，双极功率管的开关时间在100ns到1之间，MOS功率管的开关时间可能在10100ns左右，工作频率在100kHZ到1MHZ以上，因此大功率MOS管通常用于高频电路或开关电源等。VMOS在这方面更好(ft=600mhz)。(4)与BJT相比，MOS管几乎不需要直流驱动电流。但是，MOS功率放大器电路的驱动等级必须提供足够的电流来填充MOS管中更大的输入电容。33，9.5.2电源VMOSFET和DMOSFET，4。MOS功率管的缺点，为了获得高耐压值，元件具有低掺杂浓度N层，传导电阻增大，绝缘栅双极功率管(IGBT)，34，9.6集成功率放大器示例，使用9.6.1 MOS功率管作为输出级别的集成功率放大器9.6.2BJT集成功率放大器示例。使用35，9.6.1 MOS功率管作为输出等级的集成功率放大器，shm 1150 集成功率放大器，3脚内部接地，信号只能在1脚到地面之间输入，增益是固定的，由Rf和R2决定.使用36，9.