互补对称功率放大电路原理

1、互补对称功率放大电路原理作者:日期: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。一、概述对功率放大电路的基本要求.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。.提高效率：=Pomax/ PdC要高.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

2、的静态工作点电流Icq比较大；在一个周期内，管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。，CQ111.1）雀2瓦就乙类半个周期内导 通失真大，静态电流为零，管耗小，效 率10/M K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。(4) %27r (oi三、乙类双电源互补对称功率放大电路（OCL）（ OCL Output Capacitorless ）（一）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，Vi和V2

3、分别为NPN管和PNfflRl为负载。要求两管特性相同,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,且 Vcc=Vee o乙类双电源互补对称放大电路（a）基本里路f t）明正半周，V1与通（/负半周Vr导通 JW特点：去掉C,双电源，丁1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U| = 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ui 0 时，V1 正偏导通，V2反偏截止，io = E1=ici，UO =iciRL；ui 0 时，V1 反偏截止，V2正偏导通，io = iE2=iC2,UO =ic2RL;问

4、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，UBeq=0 , Ui尚小时，电流增长缓慢。（二）功率和效率.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.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 = 2V2cc / Rl.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

5、损耗等因素，乙类推挽放大电路的效率仅能达到60流右。n口0=第5。白.管耗直流电源提供的功率除了负载获得的功率外便为 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0.2Pom 0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坪2PomPc1m=7.3 Wo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压所击穿，因此要求三极管的 U（br）ceo 2Vcc=2 X24

6、V=48 V。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提供静态电压工作原理：当ui = 0时，V1、V2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

7、合管互补对称功率放大电路.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。q+a）o+闻编二。,4*昌+月玛）41复合管的四种组合方式:NPN + NPNNPN PNP + PNP PNPNFN + PKPNPN PNP+ NPN FNP2.复合管互补对称放大电路举例复合管的组成规则：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。%、Vj NFN% V4-PNPRa R穿透电流泄放电阻丹讣,稳定寸、过流保护取值 0.1 - 0.5 0%臼八RP 一克服交越失真&-使%.以输入电明平衡V& -构成前矍电压放大豆台管互补对称放大电路小E?4T时1一引入负反馈，提高稳定性（三）甲乙类单电源互补对称放大电路 （OTL电路：Output Trans