第8章-功率放大电路

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8.3 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2. 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1. 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8.1 功率放大电路的一般问题功率放大电路的一般问题(1) 功率放大电路的主要特点功率放大电路的主要特点 功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的

2、放大电路。因此，电路。因此，要求同时输出较大的电压和电流。要求同时输出较大的电压和电流。管子工管子工作在接近极限状态。作在接近极限状态。 (2) 要解决的问题要解决的问题 提高效率提高效率 减小失真减小失真 管子的保护管子的保护 一般直接驱动负载，带载能力要强。一般直接驱动负载，带载能力要强。1. 1. 功放电路的特点及问题功放电路的特点及问题2. 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降低静态功耗，即减小静态电流。降低静态功耗，即减小静态电流。 根据正弦信号整个周期根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分内三极管的导通情况划分乙类：乙类：导通角等于导通角等于180甲类

3、：甲类：导通角为一个周期导通角为一个周期360 甲乙类：甲乙类：导通角大于导通角大于180 丙类：丙类：导通角小于导通角小于180哪种工作状态静态功耗最小？哪种工作状态静态功耗最小？BJT四种工作状态：四种工作状态：几种工作状态下适合的电路几种工作状态下适合的电路1、甲类甲类：静态损耗大，转换效率低：静态损耗大，转换效率低,无波形失真，只适合无波形失真，只适合 电压放大电路。电压放大电路。2、乙类乙类：静态损耗为零，转换效率最高：静态损耗为零，转换效率最高,但波形失真严但波形失真严 重，但采用互补电路后能适合功率放大电路。重，但采用互补电路后能适合功率放大电路。3、甲乙类甲乙类：静态损耗较小，

4、转换效率较高：静态损耗较小，转换效率较高,但波形失真但波形失真 有改善，采用互补电路后适合功率放大电路。有改善，采用互补电路后适合功率放大电路。8.3.2 分析计算分析计算8.3.1 电路组成电路组成8.3.3 功率功率BJT的选择的选择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寻找提高电路能量转换效率的途径：寻找提高电路能量转换效率的途径：乙类无静态损耗，能量转换效率高。乙类无静态损耗，能量转换效率高。乙类只导通乙类只导通180，失真严重。，失真严重。使用两只不同类型管子，各导通使用两只不同类型管子，各导通180， 将两全其美。将两全其美。 由一对由一对NPN、PN

5、P特性相同的互补三特性相同的互补三极管组成，采用正、负双电源供电。这极管组成，采用正、负双电源供电。这种电路也称为种电路也称为OCL互补功率放大电路。互补功率放大电路。1. 电路组成电路组成2. 工作原理工作原理 两个三极管在信号正、负半两个三极管在信号正、负半周轮流导通，使周轮流导通，使负载得到一个完负载得到一个完整的波形。整的波形。8.3.1 电路组成及工作原理电路组成及工作原理96210iCmA/uCEV/3t003-3t96210iCmA/uCEV/3t003-3ttuOV/通通通通止止止止 当有信号当有信号vi时，时，正半周正半周T1导导通，通，T2截止，有电流流向负载截止，有电流流

6、向负载RL。 当当vi的的负半周负半周T1截止截止,T2导通，导通，电流通过负载电流通过负载RL流向流向T2。所以又叫所以又叫推拉推拉电路电路8.3.2 分析计算分析计算图解分析：图解分析：1、正半周、正半周2、负半周、负半周2. 最大不失真输出功率最大不失真输出功率Pom LCESCCLCESOmRVVRVVP2)()2(2CC)1.3.8(222=L2omLomomoooRVRVVIVP 8.3.2 分析计算分析计算忽略忽略VCES时时)2 . 3 . 8(2L2CComRVP 1.输出功率输出功率单个管子在半个周期内的管耗单个管子在半个周期内的管耗)(d )(21=0LooCCT1tRV

7、P vv两管管耗两管管耗)d( sin)sin(210LomomCCtRtVtVV )d( )sinsin(2102L2omLomCCttRVtRVV )4(12omomCCLVVVR T2T1T=PPP)4(22omomCCLVVVR 2. 管耗管耗PT3. 电源供给的功率电源供给的功率PV TOPPPV当当时时， CComVV LVmRVP2CC24. 效率效率 CComVo4=VVPP 当当时，时， CComVV % 78.54 转换效率转换效率)5 . 3 . 8(2)4(2222LomCComomCCLLomRVVVVVRRV (8.3.7)1. 最大管耗和最大输出功率的关系最大管耗

8、和最大输出功率的关系因为因为)4(12omomCCLT1VVVRP :,6 . 02CCom具具有有最最大大管管耗耗为为时时则则CCVVV omPRVP2 . 01L2CC2T1m 选管依据之一选管依据之一8.3.3 功率功率BJT的选择的选择0)2(11 omCCLomTVVRdVdP 令令（应用函数求极值理论）（应用函数求极值理论）功率与输出幅度的关系功率与输出幅度的关系8.3.3 功率功率BJT的选择的选择2. 功率功率BJT的选择的选择ICMVCC/RL；BJT的的PCM0.2Pom；反向击穿电压反向击穿电压 2VCC。8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路甲乙类单电源互补对称电路(OT

9、L)8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路甲乙类双电源互补对称电路(OCL)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产生交越失真的原因？产生交越失真的原因？乙类互补对称电路存在的乙类互补对称电路存在的交越失真交越失真问题问题8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路甲乙类双电源互补对称电路1. 静态偏置静态偏置可克服交越失真可克服交越失真二极管等效为恒压模型二极管等效为恒压模型T3设置有合适的设置有合适的静态工作点静态工作点,工作工作在甲类在甲类,T1T2工作工作在甲乙类。在甲乙类。vi=0，iC30D1D2导通，导通，T1T2导通导通iC1=iC2较小，较小，iL=0vo=0既消

10、除了交越既消除了交越失真失真,静态损静态损耗也较小。耗也较小。BE4221CE4VRRRV VBE4可认为是定值可认为是定值 R1、R2不变时，不变时，VCE4也是也是定值，可看作是一个直流电源。定值，可看作是一个直流电源。用三极管代替二极管用三极管代替二极管96210iCmA/uCEV/3t003-3ttuOV/96210iCmA/uCEV/3t003-3t通通通通 2.动态工作原理：动态工作原理：当有信号当有信号vi时，时，负半周负半周T1导通，有电流通过导通，有电流通过负载负载RL。计算计算Po、PT、PV和和PTm的的公式同乙类互补功放电路公式同乙类互补功放电路这个电路又叫这个电路又叫

11、OCL电路电路 正半周正半周T2导通，电流通导通，电流通过负载过负载RL流向流向T2。8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路甲乙类单电源互补对称电路静态时，偏置电路使静态时，偏置电路使VKVCVCC/2 （电容（电容C充电达到稳态）。充电达到稳态）。当有信号当有信号vi时，时，负半周负半周T1导通，有电流通过负载导通，有电流通过负载RL，同时向同时向C充电充电。正半周正半周T2导通，则已充电的电容导通，则已充电的电容C通过负载通过负载RL放电。放电。只要满足只要满足RLC T信信，电容，电容C就就可充当原来的可充当原来的VCC。 计算计算Po、PT、PV和和PTm的公的公式必须加以修正，以式必须加以修正，以VCC/2代代替原来公式中的替原来公式中的VCC。 96210iCmA/uCEV/3t003-3ttuOV/96210iCmA/uCEV/3t003-3t这个功放电路又这个功放电路又叫叫OTL电路电路功放电路在集成电路中应用功放电路在集成电路中应用功功 放放 电电