互补对称功率放大电路原理

1、3.4互补对称功率放大电路教学要求。掌握甲类、乙类和甲乙类三类功率放大电路的工作原理。理解交越失真形成机理;。了解复合管结构及其特性。，概述对功率放大电路的基本要求1 .不失真情况下输出尽可能大的功率：I与u都大，管子工作在尽限状态2 .提高效率：=Pomax/PDC要高3 .集电极最大功耗：P0=Pv-PC（管耗），另一部分消耗在管子上，功放管尽限应用，选管要保证安全。二、放大电路的工作状态放大电路按三极管在一个信号周期内导通时间的不同，可分为甲类、乙类以及甲乙类放大。在整个输入信号周期内，管子都有电流流通的，称为甲类放大，如下表所示，此时三极管的静态工作点电流Icq比较大；在一个周期内，管

2、子只有半周期有电流流通的，称乙类放大；若一周期内有半个多周期有电流流通，则称为甲乙类放大。状态一个信号周期内导通时间工作特点图示甲类整个周期内导通失真小，静态电流大，管耗大，效率低。k111111-乙类半个周期内导通失真大，静态电流为零，管耗小，效率10/M/7r27r甲乙类半个多周期内导通失真大，静态电流小，管耗小，效率较局。匕小（三、乙类双电源互补对称功率放大电路（OCL）（OCLOutputCapacitorless）（一）电路组成及工作原理采用正、负电源构成的乙类互补对称功率放大电路如下动画所示,管，两管的基极和发射极分别连接在一起，信号从基极输入，从发射极输出，Vi和V2分另IJ为N

3、PN®管和PNfflRl为负载。要求两管特性相同，乙类双电源互补对称放大电路【日）基本用路f03明正半周，V1导通C埼负半周,Vr导通且Vcc=Veeo特点：去掉C,双电源，一与丁2交替工作，正负电源交替供电，输入与输出之间双向跟随原理：静态即5=0时，V1、V2均零偏置，两管的IBQ、Icq均为零，uo=0,电路不消耗功率5>0时，Vi正偏导通，v2反偏截止，匕=Iei=ici,uo=iciRL；Ui<0时，V1反偏截止，V2正偏导通，io=iE2=iC2,uO=iC2RL；问题：两管交替导电时刻，输入电压小于死区电压时，三极管截止，在输入信号的一个周期内，VI、V2轮

4、流导通时，基极电流波形在过零点附近一个区域内出现失真，称为交越失真。且输入信号幅度越小失真越明显。产生交越失真的原因：静态时，UIeQ=0,Uj尚小时，电流增长缓慢。（二）功率和效率1 .输出功率：输出电流和输出电压有效值的乘积，就是功率放大电路的输出功率。最大输出功率2 .电源功率：两个管子轮流工作半个周期，每个电源只提供半周期的电流。最大输出功率时PDC=2VCC/RL3 .效率：效率是负载获得的信号功率Po与直流电源供给功率PDC之比。实用中，放大电路很难达到最大效率，由于饱和压降及元件损耗等因素，乙类推挽放大电路的效率仅能达到60流右。4 .管耗直流电源提供的功率除了负载获得的功率外便

5、为M、上管消耗的功率，即管耗。V、上两管消耗的功率，每只管子最大管耗为0.2P0m每管的最大管耗约为最大输出功率的1/5。因此，在选择功率管时最大管耗不应超过晶体管的最大允许管耗，即Pc1m=0阡2Pom<PcM。5 .功率管的选择该功放晶体管实际承受的最大管耗Pcim为Pclm=V2CC/，Rl=7.3W因此，为了保证功率管不损坏，则求功率管的集电极最大允许损耗功率PCM为PCM>Pc1m=7.3Wo由于乙类互补对称功率放大电路中一只晶体管导通时，另一只晶体管截止，当输出电压Uo达到最大不失真输出幅度时，截止管所承受的反向电压为最大，且近似等于2VCCO为了保证功率管不致被反向电

6、压所击穿，因此要求三极管的U（br）ceo>2Vcc=2X24V=48V。放大电路在最大功率输出状态时，集电极电流幅度达最大值Icmm,为使放大电路失真不致太大，则要求功率管最大允许集电极电流Icm满足Icm>Icmm=VCCRL=3A。例题分析（点击查看）四、甲乙类互补对称功率放大电路（一）甲乙类双电源互补对称功率放大电路克服交越失真的思想：管子工作在甲乙类，处于微导通状态。两管合成后，相互补偿，消除失真。电路如下图（a）所示，利用二极管进行偏置，直流电源给V1、V2提供静态电压。甲乙类互补对称功率放大电路利用二板管进行偏置的电路利用4已扩大电路进行偏置的电路工作原理：当Ui=0

7、时，V1、V2微导通。当ui<0（从小到大变化时），V1微导通充分导通微导通；V2微导通截止微导通当ui>0（从大到小变化时），V2微导通充分导通微导通；V1微导通截止微导通实际电路如上图（b）和（c）所示。（二）复合管互补对称功率放大电路1.复合管（达林顿管）目的：实现异型管子参数的配对。复合管：由两只或两只以上的三极管按照一定的连接方式，组成一只等效的三极管。复合管的特点：类型与组成复合管的第一只三极管相同；其它特性由最后的输出三极管决定。A*bi(1+与hi户总4月a+A）a+4褊=。+百*例月图）41V小】+(1+A)5h3复合管的四种组合方式:NPN+NPNNPNPNP+

8、PNPPNPNTN+PKPNPNPNP+NPNFNP复合管的组成规则：1） B1为B,C1或E1接B2,C2、E2为C或E;2）应保证发射结正偏，集电结反偏；3）复合管类型与第一只管子相同。2.复合管互补对称放大电路举例苗，埼一NPNLV4-PNP尺八知一穿透电流泄收电阻*Ei稳定"0*、过流保护取值0.1*0.50火山八RP一克服交超失真&-使.当输入电用平衡Vo-构成前置电压放大豆台管互补对称放大电路小4T&BL一引入负反馈，提高稳定性、-口力一-%）Ev（三）甲乙类单电源互补对称放大电路（OTL电路：OutputTransformerless）OCL电路和OTL电路的比较1 .电路组成2 .工作原理当5>0时：V2导通，C放电，V2的等效电源电压0.5VCC当口<0时：V1导通，C充电，V1的等效电源电压+0.5Vcc。注意：应用OCL电路有关公式时，要用VCC/2取彳tVCC。3.例题1.互补对称功率放大电路如图所示，已知：VCC=VEE=24V,RL=8,忽略UCE(sat)求该放大PC1,并选管电路的最大输出功率Pom以及此时电源供给的功率PDCffi管耗解:%=/=急=36(¥)=45.9(W