电工学B第8章

1、8.1 功率放大电路的一般问题功率放大电路的一般问题8.2 射极输出器射极输出器甲类放大的实例甲类放大的实例8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路乙类双电源互补对称功率放大电路8.4 甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路 8.5 集成功率放大器集成功率放大器第八章第八章 功率放大电路功率放大电路电压放大器主要指标电压放大器主要指标:输入电阻输出电阻电压放大倍数功率放大器主要指标功率放大器主要指标:输出功率效率非线形失真一般为小信号状态，可用小信号模型进行计算工作在大信号状态，一般用图解法进行分析功放：能够向负载提供足够信号功率的放大电路功放：能够向负载提供足够信号功率的放大电路

2、8.1 功率放大电路的一般问题功率放大电路的一般问题u功率放大电路的特点及主要研究对象功率放大电路的特点及主要研究对象l输出功率Po尽可能大l效率h要高l非线性失真要小l功率管的散热要好l功率管的保护问题三种工作状态三种工作状态乙类：乙类：导通角等于导通角等于180180甲类：甲类：一个周期内均导一个周期内均导通通甲乙类：甲乙类：导通角大于导通角大于180180iC (mA) vCEICQVCEQiB=IBQiC (mA)tvCEt交流负载线交流负载线Q甲类放大器甲类放大器BJTBJT有有较大的静态较大的静态电流电流I ICQCQ, ,以保证以保证BJTBJT始终工作在放始终工作在放大区大区.

3、 .即使没有输入输即使没有输入输出信号出信号(Po=0),(Po=0),电电源也要向放大器源也要向放大器提供能量提供能量, ,效率很效率很低低. .在输出最大幅在输出最大幅度时度时, ,最高效率也最高效率也仅为仅为50%50%功率放大电路提高效率的主要途径功率放大电路提高效率的主要途径结论结论: :较大的静态电流是造成效率低的原因较大的静态电流是造成效率低的原因在信号的在信号的整个周期整个周期,BJT,BJT始终导通始终导通-甲类甲类工作状态工作状态如果电源按需向放大器提供能量如果电源按需向放大器提供能量, ,则可提高效率则可提高效率. .输入信号为输入信号为0 0时时, ,电流也为电流也为0

4、 0, ,输入信号不为输入信号不为0 0时时, ,电源才向电源才向放大器提供电流放大器提供电流. .-静态工作电流为静态工作电流为0 0 乙类乙类工作状态工作状态iC (mA) vCEICQ=0VCEQIBQ =0iC (mA)tvCEt交流负载线交流负载线Q乙类乙类工作状态工作状态静态电流静态电流ICQ=0乙类放大器存在的问题乙类放大器存在的问题:单个单个BJT仅能够输出半周波形仅能够输出半周波形-严重失真严重失真解决的办法解决的办法采用两个采用两个BJT轮流导通轮流导通,各输出半周波形各输出半周波形的方式在负载上获得一个完整的波形的方式在负载上获得一个完整的波形-乙类推挽乙类推挽放大电路放

5、大电路其中最常用的电路是其中最常用的电路是: 互补互补对称功率放大电路对称功率放大电路-两个两个BJT: 一个一个NPN型型,另一个为另一个为PNP型型+VccT1T2-VccRL+-U Ui i-U Uo o8.3乙类双电源互补对称功率放大电路乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)i ib1b1i ic1c1i ib2b2i ic2c2正半周正半周负半周负半周正半周正半周T1导通导通负半周负半周T2导通导通tU UitU Uo一一.工作原理工作原理+VccT1T2-VccR L+-U Ui i-U Uo oiC2iC1io+-U UCE1U UCE2-+21ccoiii01ci02ci C

6、CCECECCoVvvVv21T1导通导通T2导通导通+VccT1T2-VccR L+-U Ui i-U Uo oiC2iC1io+-U UCE1U UCE2-+iC 1(mA) Q10vCE1ICQ1=0 VCEQ1=VCCNPN管输出特性管输出特性iC 1 0 vCE10iC 2(mA) vCE2Q20ICQ2=0 VCEQ2= -VCCPNP管输出特性管输出特性iC 2 0 vCE20.2(Po)MAXBJT最大允许电流最大允许电流 ICMVCC/RLBJT反向击穿电压反向击穿电压 V（BR）CEO2VCCLCCMAXoRVP2.21)(两个互补管两个互补管的参数要配对的参数要配对3.互

7、补管的配对选择互补管的配对选择RL-+-U Ui iT2T1-Vcc+VccU Uo o+要求要求T1与与T2的各项参数对称相等的各项参数对称相等大功率互补管的配对较困难大功率互补管的配对较困难采用采用复合管复合管可解决配对困难的问题可解决配对困难的问题T1T2b b1 1b b2 2T1T2b b2 2b b1 1复合管复合管IBb b1IBbb1+1)IBb b2 2bb1+1)IBb b1 1 IB bb2 2bb1+1)IBTIBIC b b1 1IBbb2 2bb1+1)IBICb bbbbb1 1bb2 2bb1+1)b b2 2b b1IBb b1IB1b1b2)b b1IBb

8、1bb 1b2)b b1b b2 2b b1IB ICbb1+1)IBT结论结论T1T2TT1T2TTT=T1T2=复合管的类型由第一个复合管的类型由第一个BJT的类型确定的类型确定T1为为NPN 结果为结果为NPN T1为为PNP 结果为结果为PNP T1T2+VccT1T2-VccRL+-U Ui i-U Uo oT22-U Uo o+VccT21+T12T11RL-Vcc+-U Ui iT1、T2用复用复合管代替合管代替T1与与T2（互补型）（互补型）大功率管配对大功率管配对较困难较困难T11与与T21（互补型）（互补型）中小功率管配对中小功率管配对T12与与T22（同类型）（同类型）大

9、功率管配对大功率管配对较容易较容易较容易较容易互补对互补对称电路称电路准互补对准互补对称电路称电路单电源供电的功率放大器单电源供电的功率放大器（OTL）+VccRLT2+CU Uo oT1-+-U Ui i+直流电位直流电位为为VCC/2必须有输出耦必须有输出耦合电容，隔断合电容，隔断负载的直流负载的直流电容电容C两端的电压为两端的电压为VCC/2，该电压在，该电压在T1截止，截止，T2导通时，向导通时，向T2供电供电（起到电源的作用）（起到电源的作用）T1导通时，导通时， VCC对对C充电充电T2导通时，导通时，C放电放电充电充电放电放电最大不失真最大不失真输出功率输出功率（PO）MAX？8

10、.4 甲乙类功率放大器甲乙类功率放大器乙类功率放大乙类功率放大器存在的问题器存在的问题+-U Ui i-Vcc+T1RL-U Uo oT2+VccBJT存在死区电压（硅管约存在死区电压（硅管约0.5V）vi 幅度很小时，幅度很小时，T1与与T2都截止都截止交越失真交越失真tvitvo0.5V-0.5V克服交越失真的措施克服交越失真的措施给功率管加上微弱的偏置电给功率管加上微弱的偏置电流，克服流，克服BJT的死区电压的死区电压甲乙类甲乙类工作状态工作状态D2Rc+U Uo oT3-Vcc-T1ReT2RL+Vcc+-U Ui iD1-VccT2T1D1RLRcU Uo o+-U Ui i+VccReD2T3激励级偏置电激励级偏置电流流过流流过D1、D2D1、D2的压降为的压降为T1、T2提提供发射结供发射结偏置电压，偏置电压，使其工作使其工作在甲乙类在甲乙类状态状态-VccT2T1D1RLRcU Uo o+-U Ui i+VccReD2T3VBB缺点：缺点： 偏置电压偏置电压VBB不易调整不易调整VBBVBE4BBBEVRRRV2124421)1 (BEBBVRRV)1 (6 . 021RRT1