模电课件9功率放大器 考研备考期末复习

1、模拟电子技术之模拟电子技术之功率放大器功率放大器模拟电子技术课程体系模拟电子技术课程体系二二极极管管路路晶体晶体管放管放大电大电路路场效场效应管应管放大放大电路电路用用负负反反馈馈放放大大器器三三体体管管管管集成集成运放运放信信号号运运算算晶晶体体管管场场效效应应管管反反馈馈电电压压比比较较器器正正弦弦波波发发生生器器功功率率放放大大器器直直流流稳稳压压电电源源第九章第九章 功率放大器功率放大器 9.1 9.1 功率放大器概述功率放大器概述 9.2 9.2 乙类互补对称功率放大器乙类互补对称功率放大器 9.3 9.3 单电源乙类互补对称功率放大器单电源乙类互补对称功率放大器本章主要内容本章主要

2、内容第九章第九章 功率放大器功率放大器一、功率放大电路的功能一、功率放大电路的功能: 9.1 功率放大器概述功率放大器概述第九章第九章 功率放大器功率放大器 功率放大器的作用：功率放大器的作用： 用作放大电路的用作放大电路的输出级输出级，以，以驱动驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表仪表指针偏转等。指针偏转等。 例例1 1： 扩音系统扩音系统执行机构执行机构功功率率放放大大电电压压放放大大信信号号提提取取二、功率放大电路的关心的问题二、功率放大电路的关心的问题: 9.1 功率放大器概述功率放大器概述第九章第九章 功率放大器功率放大器（1 1）输

3、出功率：负载上获得的）输出功率：负载上获得的交流功率交流功率应该尽量大应该尽量大RUP2oo R2UR)2U(2om2om 要有最大不失真输出电压要有最大不失真输出电压（2 2）效率：负载上获得的交流功率和直流电源提供的）效率：负载上获得的交流功率和直流电源提供的 直流功率之比应该尽量大直流功率之比应该尽量大%100PPEo （3 3）晶体管的选用：晶体管工作）晶体管的选用：晶体管工作在在尽限尽限状态，根据极限参数选状态，根据极限参数选择晶体管择晶体管（4 4）分析方法：采用图解法分析）分析方法：采用图解法分析iCuCEICMPCMUBR(CEO)iCuCE思考：思考： 射极输出器输出电阻低，

4、带负载射极输出器输出电阻低，带负载能力强，可以用做功率放大器吗能力强，可以用做功率放大器吗? 9.1 功率放大器概述功率放大器概述第九章第九章 功率放大器功率放大器RbuoVCCuiRE讨论讨论：射极输出器的输出功率和效率：射极输出器的输出功率和效率：1 1、输入信号增大，输出功率、输入信号增大，输出功率 如何变化？如何变化？2 2、输入信号增大，管子的平、输入信号增大，管子的平 均电流如何变化？均电流如何变化？3 3、输入信号变化，电源提供、输入信号变化，电源提供 的功率如何变化，的功率如何变化， 效率如何变化？效率如何变化？VCCECCRV 9.1 功率放大器概述功率放大器概述第九章第九章

5、 功率放大器功率放大器RbuoVCCuiRE计算计算：射极输出器的输出功率和效率：射极输出器的输出功率和效率：iCuCEVCCECCRV:1、求求最最大大输输出出功功率率E2max)om(omaxR2UP 2VCC2 ER2E2CCR8V :2、求求电电源源功功率率)AV(CCCVIVP CQCCIV E2CCR2V :3、求求最最大大效效率率VmaxomaxPP %25 效率太低，如何改善？效率太低，如何改善？本章主要内容本章主要内容第九章第九章 功率放大器功率放大器 9.1 9.1 功率放大器概述功率放大器概述 9.2 9.2 乙类互补对称功率放大器乙类互补对称功率放大器 9.3 9.3

6、单电源乙类互补对称功率放大器单电源乙类互补对称功率放大器一、基本电路：一、基本电路：RLT1ui+ VCC_T2VCCuo+_T1,T2理想对称理想对称静态分析：静态分析：0ui 0uO BE零输入零输出，负载上无直流功耗零输入零输出，负载上无直流功耗动态分析：动态分析：0ui 截止截止导通导通2T,1TiC10ui 导通导通截止截止2T,1Tiouu iC2两个管子交替导通双向跟随两个管子交替导通双向跟随1CLii 2CLii 特点：特点： 1、静态电流、静态电流IBQ，ICQ等于零。等于零。 9.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路第九章第九章 功率放大器功率放大器 2、每

7、个管子的导通时间是半个周期、每个管子的导通时间是半个周期3、存在交越失真、存在交越失真乙类互补推挽功率放大器乙类互补推挽功率放大器二、输出功率和效率的计算：二、输出功率和效率的计算：RLT1ui+ VCC_T2VCCuo+_BEiC1iC2第九章第九章 功率放大器功率放大器:1、求求输输出出功功率率L2omR)2U( Uom达达到到最最大大值值饱饱和和，此此时时达达到到，足足够够大大，使使得得当当输输入入信信号号om21iUTTuL2ooRUP L2omR2U L2CESCComaxR2)UV(P T1,T2理想对称理想对称CESCCom(max)UVU 输输出出功功率率达达到到最最大大值值：

8、时时：忽忽略略CESUL2CComaxR2VP 9.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路二、输出功率和效率的计算：二、输出功率和效率的计算：RLT1ui+ VCC_T2VCCuo+_BEiC1iC2第九章第九章 功率放大器功率放大器:2率率、求求电电源源提提供供的的直直流流功功UomT1,T2理想对称理想对称)AV(CCCVIV2P dtiT1ICC(AV) ttdsinIT1cm 0LomttdsinRU 21 LomRU LomCCVRUV2P :1、求求输输出出功功率率L2omoR2UP 9.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路二、输出功率和效率的计算：二

9、、输出功率和效率的计算：RLT1ui+ VCC_T2VCCuo+_BEiC1iC2第九章第九章 功率放大器功率放大器:2率率、求求电电源源提提供供的的直直流流功功UomT1,T2理想对称理想对称LomCCVRUV2P :3、求求功功率率放放大大器器的的效效率率VoPP L2omR2U:1、求求输输出出功功率率L2omoR2UP LomCCRUV2 CComVU4 时时：当当CESCCom(max)UVU CCCESCCmaxVUV4 %5 .7840UmaxCES 时时，当当 9.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路二、输出功率和效率的计算：二、输出功率和效率的计算：RLT1u

10、i+ VCC_T2VCCuo+_BEiC1iC2第九章第九章 功率放大器功率放大器:2率率、求求电电源源提提供供的的直直流流功功UomT1,T2理想对称理想对称LomCCVRUV2P :3、求求功功率率放放大大器器的的效效率率:1、求求输输出出功功率率L2omoR2UP CComVU4 :4、求求晶晶体体管管的的耗耗散散功功率率oVTPPP LomCCRUV2 L2omR2U 时：时：当当 CComV2U L22CCTmaxRV2P omax2P4 omaxP4 . 0 omm2Tm1TP2 . 0PP 9.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路二、输出功率和效率的计算：二、输出

11、功率和效率的计算：RLT1ui+ VCC_T2VCCuo+_BEiC1iC2第九章第九章 功率放大器功率放大器:2率率、求求电电源源提提供供的的直直流流功功UomT1,T2理想对称理想对称LomCCVRUV2P :3、求求功功率率放放大大器器的的效效率率:1、求求输输出出功功率率L2omoR2UP CComVU4 :4、求求晶晶体体管管的的耗耗散散功功率率ommaxTP4 . 0P L2CComaxCMCCCEOBRLCComaxCMR2V2 . 0P2 . 0PV2URVII ）（选选取取功功率率管管的的原原则则：omm2Tm1TP2 . 0PP 9.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称

12、功率放大电路例题：电路如图所示，已知电源电压例题：电路如图所示，已知电源电压VCC=15V，RL=8W W。输入信号是正弦波。问：输入信号是正弦波。问：(1) 假设假设 UCES=0 V时，负载可时，负载可能得到的最大输出功率和能量能得到的最大输出功率和能量转换效率最大值分别是多少？转换效率最大值分别是多少？(2) 当输入信号当输入信号ui=10sin t V时，求此时负载得到的功率时，求此时负载得到的功率和能量转换效率。和能量转换效率。RLT1uI+_+VCC_iC1iC2ioT2VCCuo+_第九章第九章 功率放大器功率放大器 9.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路三、克

13、服交越失真的甲乙类互补对称功率放大器三、克服交越失真的甲乙类互补对称功率放大器第九章第九章 功率放大器功率放大器RLT1ui+ VCC_T2VCCuo+_EB1B2RLT1ui+ VCC_T2VCCuo+_EB1B2R1R2R1,R2会损失动态信号会损失动态信号，导致跟随特性变差，导致跟随特性变差D1,D2动态电阻很小，动态动态电阻很小，动态信号损失少，跟随特性好信号损失少，跟随特性好 9.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路三、克服交越失真的甲乙类互补对称功率放大器三、克服交越失真的甲乙类互补对称功率放大器第九章第九章 功率放大器功率放大器D1RLT1uI+_+VCC_iC1

14、iC2ioT2T3D2uo+_RERCVCCRLT1uI+_+ VCC_T2uo+_T3R1R2R3R4VCCU UBEBE电压倍增电路电压倍增电路 9.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路本章主要内容本章主要内容第九章第九章 功率放大器功率放大器 9.1 9.1 功率放大器概述功率放大器概述 9.2 9.2 乙类互补对称功率放大器乙类互补对称功率放大器 9.3 9.3 单电源乙类互补对称功率放大器单电源乙类互补对称功率放大器一、基本电路：一、基本电路：RLT1ui+ VCC_T2VCCuo+_T1,T2理想对称理想对称静态分析：静态分析：BE动态分析：动态分析：iC1iC2

15、9.3 单电源乙类互补对称功率放大器单电源乙类互补对称功率放大器第九章第九章 功率放大器功率放大器+ +2VuCCI 理理想想对对称称由由于于21T,T2VUCCE 2VUCCCC 充电，充电，2VuCCI 2VuCCI 1CLii 充充电电截截止止导导通通C,T,T21放放电电导导通通截截止止C,T,T21uIt2CLii 特点：特点：1.1.单电源供电单电源供电2.2.输出加有大电容输出加有大电容若输出电容足够大，若输出电容足够大， UC基本保持在基本保持在0.5VCC ，负载上得到的交流信号正负载上得到的交流信号正负半周对称，但存在交越失真。负半周对称，但存在交越失真。V0u2T, 1T

16、O 截止，截止，二、输出功率和效率计算：二、输出功率和效率计算：RLT1ui+ VCC_T2VCCuo+_T1,T2理想对称理想对称BEiC1iC2第九章第九章 功率放大器功率放大器+ +uit:1、求求输输出出功功率率L2omoR2UP CESCCom(max)U2VU 当当：忽忽略略CESUL2CComaxR8VP :2率率、求电源提供的直流功、求电源提供的直流功)AV(CCCVIVP Lom)AV(CRUI LomCCRUV :3、功率放大器的效率、功率放大器的效率VoPP L2omR2ULomCCRUV CComVU2 CESCCom(max)U2VU 当当%5 .784UmaxCES 时时，忽忽略略 9.3 单电源乙类互补对称功率放大器单电源乙类互补对称功率放大器三、消除交越失真的单电源功率放大电路三、消除交越失真的单电源功率放大电路第九章第九章 功率放大器功率放大器D1RLT1uI+_+VCC_T2T3D2uo+_RERCVCC+ + 9.3 单电源