第八章功率放大电路

1、1第第8章章 功率放大电路功率放大电路281 功率放大电路功率放大电路的特点及分类的特点及分类从从能量能量控制的观点来看，都是利用有源器件将电源控制的观点来看，都是利用有源器件将电源提供的直流功率转换成负载所需的交流功率。提供的直流功率转换成负载所需的交流功率。两者所要完成的两者所要完成的任务不同任务不同：电压放大器电压放大器的主要要求是使负载得到的主要要求是使负载得到不失真的电压不失真的电压放大信号放大信号，讨论的主要指标是电压放大倍数、输入和输出，讨论的主要指标是电压放大倍数、输入和输出电阻等，输出功率并不一定大。电阻等，输出功率并不一定大。功率放大器功率放大器主要要求获得一定的主要要求获

2、得一定的不失真的输出功率不失真的输出功率，通常是在大信号状态下工作，因此，功率放大器包含着一通常是在大信号状态下工作，因此，功率放大器包含着一系列电压放大器中没有过的特殊问题。系列电压放大器中没有过的特殊问题。 3一、特点一、特点（1）输出功率尽可能大）输出功率尽可能大晶体管常常在接近极限运用状态下工作。晶体管常常在接近极限运用状态下工作。技技术指标术指标1：PoM负载上得到的最大输出交流功率。负载上得到的最大输出交流功率。 (2) 提高效率成为重要的关注点。提高效率成为重要的关注点。技术指标技术指标2：能量转换效率能量转换效率。 （3）非线性失真矛盾突出）非线性失真矛盾突出 技术指标技术指标

3、3：非线性失真的大小：非线性失真的大小。 4(4) 功率器件的安全问题必须考虑。功率器件的安全问题必须考虑。在效率高、非线性失真小、安全工作的前提在效率高、非线性失真小、安全工作的前提下，向负载提供足够大的功率。下，向负载提供足够大的功率。对功率放大器的要求：对功率放大器的要求：(5) 分析方法以图解法为主。分析方法以图解法为主。功放管两端的电压、流过的电路、耗散功率都很大，功放管两端的电压、流过的电路、耗散功率都很大，因此要选择极限参数因此要选择极限参数高于实际承受值的功放管。高于实际承受值的功放管。 5一般放大器与功率放大器的区别为：一般放大器与功率放大器的区别为： 一般放大器一般放大器功

4、率放大器功率放大器技术要求技术要求Au、Ri、RoPom、 、非线性失、非线性失真真工作状态工作状态小信号状态小信号状态大信号状态大信号状态分析方法分析方法小信号等效电路分小信号等效电路分析法析法图解法图解法6二、工作状态分类二、工作状态分类甲类（甲类（A类）：类）：工作点工作点Q设在设在放大区放大区，对于输入对于输入信号为正弦波的整个周期内信号为正弦波的整个周期内ic 0，即三极管在整，即三极管在整个周期都导通。因此导通角个周期都导通。因此导通角 = 。 iCt0iCuBEQ0(a)A类类(导通角为导通角为180)7乙类（乙类（B类）：工作点选在类）：工作点选在截止点截止点，ICQ=0，因此

5、只，因此只有在输入信号的半个周期内有有在输入信号的半个周期内有ic，导通角，导通角 = /2。 iCt0iCuBEQ(b)20 (b)B类类(导通角为导通角为90)8iCt0iCuBEQ(c)0(c)C类类(导通角导通角90)丙类（丙类（C类）：类）：Q点在选在截止区以内，晶体管只有点在选在截止区以内，晶体管只有不到半周导通（导通角小于不到半周导通（导通角小于90o）,导通角导通角0 /2。 9甲乙类（甲乙类（AB类）类）：工作点选在放大区中工作点选在放大区中靠近截止区的地方，导通角靠近截止区的地方，导通角 0。 当当ui为为负半周负半周时，时，V2导通，导通，V1截止，为射极输出器截止，为射

6、极输出器，uo=ui。iC1流出负载流出负载uo2UCC最大集电极电流：最大集电极电流： 最大集电极耗散功率：最大集电极耗散功率： LCCCMRUIOmCMPP2 . 035例例8-1 OCL8-1 OCL功放电路如图所示，设晶体管的饱和压降可以忽略功放电路如图所示，设晶体管的饱和压降可以忽略。oPEPTP(1) 若输入电压有效值为若输入电压有效值为12v,求输出功率求输出功率、电源提供的功率、电源提供的功率以及每管的管耗以及每管的管耗；（2 2）如果输入信号增加到能提供最大不失真的功率输出，求最大）如果输入信号增加到能提供最大不失真的功率输出，求最大 输出功率输出功率 omP，电源此时提供的

7、功率，电源此时提供的功率 EP以及每管的管耗以及每管的管耗TP（3）求每管的最大管耗）求每管的最大管耗TmP 36解解 （1） 2222omoioLLL11236(W)24UUUPRRRoECCc(av)CCcmCCL2 222 2 1222568(W)4UPUIUIURTEo11()(6836)16(W)22PPP（2）当输出电压振幅达到）当输出电压振幅达到UCC时，输出功率达到最大时，输出功率达到最大 222omCComLL112578(W)222 4UUPRR3722CCECCc(av)CCcmL222 25299(W)4UPUIUIRTEom11()(9978)10.5(W)22PPP

8、（3） To0.20.2 7815.6(W)mmPP38 8-3-2单电源互补推挽乙类功率放大器单电源互补推挽乙类功率放大器39一、特点一、特点1. 单电源供电；单电源供电；2. 输出加有大电容。输出加有大电容。二、静态分析二、静态分析则则 T1、T2 特性对称，特性对称，,2SCAUU2SCCUU2SCiUu 令：令：0.5UCCRLuiT1T2+UCCCAUL+-UCUCC UCC UCC 40三、动态分析三、动态分析设输入端在设输入端在 0.5UCC 直流电平基础上加入正弦信号。直流电平基础上加入正弦信号。若输出电容足够大，若输出电容足够大， UC基本基本保持在保持在0.5UCC ，负载

9、上得到的，负载上得到的交流信号正负半周对称，但存交流信号正负半周对称，但存在交越失真。在交越失真。ic1ic2交越失真交越失真RLuiT1T2+UCCCAUL+-时，时，T1导通、导通、T2截止；截止；2SCiUu 时，时，2SCiUu T1截止、截止、 T2导通。导通。0.5UCCuitUCC UCC 412(max)CComUU故，该电路负载得到的最大交流功率故，该电路负载得到的最大交流功率Pom为为LCCLCCLommRURURUP222(max)o81)2(2121LCCEmRUP22%.max57842LLRfC21为保证功率放大器良好的低频响应，电容为保证功率放大器良好的低频响应，

10、电容C必须满足必须满足 43例：例：某某OCL互补对称电路如图所示，忽略三极管互补对称电路如图所示，忽略三极管T1、T2的饱和压降，的饱和压降，Ucc18V，RL8 (1)计算电路的最大不失真输出功率计算电路的最大不失真输出功率PoM；(2)计算电路的最大效率计算电路的最大效率 max；(3)求每个三极管的最大管耗求每个三极管的最大管耗PTm?(4)为保证电路正常工作，所选三极管的为保证电路正常工作，所选三极管的U(BR)CEO和和ICM应为多大应为多大?44解：解：W.RUPLccE82522%5 .78maxELMPPWRUPLCCTm1 . 422U(BR)CEO2UCC=36V A.R

11、UILCCCM25281825.20212LOmRCCPU45例例2：上题中若：上题中若-Ucc接地，求：（接地，求：（1）A点的静态工点的静态工作点（作点（2）POM=? 晶体管如何选择？（晶体管如何选择？（3）若）若T1、T2两管性能相同，两管性能相同，PCM=200mW，ICM=200mA，UBE(CEO)=24V，求，求POM。 46解：（解：（1）A点静态电位为点静态电位为9V。WRURUPLccLomOM522222（2）最大耐压值：最大耐压值：U(BR)CEO2UCC=18V 最大集电极电流：最大集电极电流： mA.RUILCCCM1251最大集电极耗散功率：最大集电极耗散功率： WPPOmCM12 . 047（3）根据）根据 OmCMPP2 . 0可知可知 WPPCMOM12 . 0因此原来求出的因此原来求出的