模拟电路基础：第九章 功率放大电路

1、第9章 目录第九章 功率放大电路9.1 功率放大电路概述 9.2 互补功率放大电路作业：自测二、8、10第9章 9.19.1 功率放大电路概述 要求在多级放大电路的末级（即输出级）输出一定的功率，以驱动负载。 能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路。9.1.1 功率放大电路的特点一 、特点能根据负载要求提供所需要的输出功率；具有较高的效率；信号基本不失真；半导体三极管的散热和保护问题；分析方法：晶体管小信号模型不能用，用图解法。第9章 9.1二、主要技术指标1 最大输出功率Pom：在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率，称为最大输出功率。2 转换效率PomPV 10

2、0%=输出功率电源功率100%=三、功率放大电路中的晶体管 注意极限参数PCM、 ICM 、U(BR)CEO的选择，以保证晶体管安全工作。 tuCEiCiCIB=0Q00(3)乙类工作状态（半周导通）(2)甲乙类工作状态(1)甲类工作状态（全导通）tuCEiCiCQ00IB=0tuCEiCiCQ00IB=0第9章 9.1四、按晶体管的三种工作状态分类第9章 9.19.1.2 功率放大电路的组成一、为什么共射放大电路不宜用作功率放大电路图9.1.1 小功率管共射放大电路的输出功率和效率的分析RCRbT-+Vccuo-+uIC1C2RLQuCE 交流负载线直流负载线AUCEQBUCEQ+ICQRL

3、VCCICQIBQDECiCVCC/ RC第9章 9.1QuCE 交流负载线直流负载线AUCEQBUCEQ+ICQRLVCCICQIBQDECiCVCC/ RC静态：电源的直流功率PV=ICQVCC（矩形面积ABCO）晶体管管耗PC=ICQUCEQ（矩形面积AQDO）RC的功率损耗PRcI2CQ RC（矩形面积QBCD）动态：O第9章 9.1二、变压器耦合功率放大电路CTRLRbN1N2uI +VCCQuCE 交流负载线直流负载线AB2VCCICQVCCiC图9.1.2 单管变压器耦合功率放大电路第9章 9.11、单管变压器耦合功率放大电路转换效率：= 50%使交流负载线交在横轴2VCC点上，

4、保证动态最大。 PVRL不变，交流分量幅值为ICQ。所以，第9章 9.12、变压器耦合乙类推挽功率放大电路RLN1N2uI T1N2T2N3N3N4+-+-+-推挽：同类管子在电路中交替导通。等效电阻能够获得的最大电压近似于VCC。图9.1.3 变压器耦合乙类推挽功率放大电路(a)第9章 9.1三、无输出变压器的功率放大电路(OTL)用大容量电容取代变压器ui四、无输出电容的功率放大电路(OCL)采用正、负双电源供电。T1、 T2交替工作，输出与输入之间双向跟随。互补：不同类型管子交替工作， 且均组成射极输出形式。T1T2+VCCCRL+VCC/2+uo+-(-)-图9.1.4 OTL电路图9

5、.1.5 OCL电路T1T2+VCCuiRL+-VCC(-)+uo-第9章 9.1五、桥式推挽功率放大电路(BTL)T1T3+VCCRL+T2T4+ uO -优点：用单电源供电， 且不用变压器和大电容。图9.1.6 BTL电路缺点：管子多，不易对称； 损耗大；输入、输出无接地点。-9.2 互补功率放大电路 9.2.1. OCL电路的组成及工作原理一、电路组成在ui正半周, T1导通, T2截止, T1的集电极电流ic1流过负载RL 在ui负半周, T1截止, T2导通, T2的集电极电流ic2流过负载RL 第9章 9.21、基本OCL电路T1T2+VCCuiRL+-VCC(-)+uo-图9.1

6、.5 OCL电路ttuiiL00图9.2.1交越失真的产生由于三极管T1 、 T2没有静态偏压，在发射结电压小于死区电压时，产生交越失真。 交越失真iBiB1iB2-uBE2ottoot1t4t1t2t2t3t3t4uBE1uBE2uBE1第9章 9.2第9章 9.22、 设置静态偏置消除交越失真 偏置电路由二极管D1 、 D2电阻R1 、 R3和电位器R2组成。图9.2.2 消除交越失真的OCL电路例9.2.1例9.2.2+ VccVccuoT1T2RLB1B2uiR1R2D1D2R3iC2iC1+-iL+-二、工作原理当ui0且逐渐增大时，uBE1增大，T1管基极电 流iB1随之增大，发射

7、极电流iE1也必然随之增大，负载电阻RL上得到正方向电流；与此同时，ui的增大使uEB2减小，当减小到一定数值时，T2管截止。2.当ui0且逐渐减小时，uBE2增大，T2管基极电 流iB2随之增大，发射极电流iE2也必然随之增大，负载电阻RL上得到负方向电流；与此同时，ui的减小使uEB1减小，当减小到一定数值时，T1管截止。+ VccVccuoT1T2RLB1B2uiR1R2D1D2R3iC2iC1+-iL+-图9.2.2 消除交越失真的OCL电路第9章 9.2tuiuBE1-uBE2O1O2iB2iB1T1管输入特性T2管输入特性iB1iB2两管工作在甲乙类状态，在输入信号正半周，主要由T

8、1管工作，负半周则主要为T2管。图9.2.3 T1和T2管在ui作用下 输入特性中的图解分析第9章 9.29.2.2 OCL电路的输出功率及效率图9.2.4 OCL电路的图解分析一、最大输出功率Pom当管压降下降到饱和压降时，负载上得到的最大输出电压幅值为VCC-UCES。第9章 9.2二、效率忽略基极回路电流时，第9章 9.29.2.3 OCL电路中晶体管的选择一、最大管压降二、集电极最大电流+ VccVccuoT1T2RLB1B2uiR1R2D1D2R3iC2iC1+-iL+-图9.2.2 消除交越失真的OCL电路第9章 9.2三、集电极最大功耗晶体管损耗的功率： PT PV-PO第9章 9.2例9.2.1 所示，已知VCC=15V，输入电压为正弦波，晶体管的饱和管压降UCES =3V ，电压放大倍数约为1，负载电阻RL=4。（1）求解负载上可能获得的最大功率和效率；（2）若输入电压最大有效值为8V，则负载上能够获得的最大功率为多少？图9.2.2第9章 9.2例9.2.2 所示，负载所需最大功率为16W，负载电阻RL=8。设