电子技术基础模电第五章

1、第五章 作业5.2.3 8.3.35.2.4 8.3.45.3.5 8.4.525.1 功率放大电路的一般问题5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路 5.3 甲乙类互补对称功率放大电路*5.4 集成功率放大器5.5 功率器件（略）5 功率放大电路 甲乙类双电源互补对称电路（略） 甲乙类单电源互补对称电路4例如： 扩音系统执行机构功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。 功率放大电压放大信号提取5.1 功率放大电路的一般问题5 功率放大与电压放大的区别1.后者只能给出放大的电压，不能给出大电流，所以其功率输出并不大。而前者则既要输出

2、大电压，又要输出大电流。2.两者都放大信号，但前者要输出大电流，所以对器件要求高，即耐压高，电流大，包括对三极管，电阻，电容等。3.前者对电源要求高，电路设计中要提高能量转换效率。而后者对电源转换效率要求不高，因为输出功率较小，所以电源本身功耗不大，一般可以不考虑功率损耗。尤其是便携式，移动式设备中对此要求更高。6设计功放电路应注意的问题(1) 功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 ICMPCMUCEMIcuce工作区7(2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。即动态范围要尽可能大。(3) 电源提供的能量尽可能

3、地转换给负载，以减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。Pomax : 负载上得到的交流信号功率。PE ： 电源提供的直流功率。8 射极输出器的输出电阻低，带负载能力强，是否可以作功放呢？问题讨论Rbuo USCuiibRE射极输出器能否做功率放大？9RbuoUSCuiRE考虑最理想的情况：设负载开路，此时输出电压最大；同时忽略管子压降。uotuoibQicuceUSC首先做负载线确定工作点Q注意是uo而不是uce10忽略晶体管的饱和压降和截止区，输出信号uo的峰值最大只能为：QIcuCEUSC直流负载线UCEQ = 0.5USC 则静态工作点： 为得到较大的输出信号，假设将射极输

4、出器的静态工作点（Q）设置在负载线的中部，令信号波形正负半周均不失真 ，如下图所示。再按照最理想情况：因负载开路，所以交直流负载线合一11放大电路的Q设在负载线中间，输出无失真，称为甲类放大。1. 直流电源输出的功率2. 最大负载功率3. 最大效率(RL开路时,最理想的情况)IcQ=(Usc/2)/RL12如何解决效率低的问题？办法：减小静态损耗。即降低Q点位置。既降低Q点又不会引起截止失真的办法： 互补对称射极输出器。缺点：会引起截止失真。13 互补对称功放的类型 无输出变压器形式 （ OTL电路）无输出电容形式 （ OCL电路）OTL: Output TransformerLessOCL:

5、 Output CapacitorLess互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、 PNP各一支；两管特性一致。类型：5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路14一、工作原理（设ui为正弦波）电路的结构特点：ui-USCT1T2uo+USCRLiL1. 由NPN型、PNP型三极管构成两个互补的射极输出器对接而成。2. 双电源供电。3. 输入输出端不加隔直电容。直接耦合。无输出电容的互补对称功放电路（ OCL电路）15ic1动态分析：ui 0VT1截止，T2导通ui 0VT1导通，T2截止iL= ic1 ;ui-USCT1T2uo+USCRLiLiL=ic2T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作

6、的方式，称为乙类放大。因此，不需要隔直电容。静态分析：ui = 0V T1、T2均不工作 uo = 0Vic216乙类放大的输入输出波形关系:ui-USCT1T2uo+USCRLiL死区电压uiuououo tttt交越失真：输入信号 ui在过零前后，输出信号出现的失真称为交越失真。交越失真17ui-USCT1T2uo+USCRLiL(1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零；(2) 每管导通时间等于半个周期 ； (3) 存在交越失真。 乙类放大的特点：18二、最大输出功率及效率的计算假设 ui 为正弦波且幅度足够大，T1、T2导通时均能饱和，此时输出达到最大值。ULmax负载上得到的最大功率为：

7、iL-USCRLuiT1T2UL+USC若忽略晶体管的饱和压降，则负载（RL)上的电压和电流的最大幅值分别为：19电源提供的直流平均功率计算： 每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为:两个电源提供的总功率为：USC1 =USC2 =USCtic120效率为：结论：OCL电路效率较高； 电流、电压波形存在失真。21三、电路的改进1. 克服交越失真交越失真产生的原因： 在于晶体管特性存在非线性，ui IB，则263. 电路中增加复合管增加复合管的目的是：扩大电流的驱动能力。复合管的构成方式：cbeT1T2ibicbecibic方式一：27becibic 1 2晶体管的类型由复合管中的第一支管子决

8、定。方式二：cbeT1T2ibic复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效后晶体管的性能确定均如下：28一、特点1. 单电源供电；2. 输出加有大电容。二、静态分析则 T1、T2 特性对称，先调静态工作点令：UB=0.5Usc0.5USCRLuiT1T2+USCCAUL+-UCB5.3 甲乙类互补对称功率放大电路无输出变压器的互补对称功放电路（OTL电路）29三、动态分析设输入端在 0.5USC 直流电平基础上加入正弦信号。若输出电容足够大， UC基本保持在0.5USC ，负载上得到的交流信号正负半周对称，但存在交越失真。ic1ic2交越失真RLuiT1T2+USCCAUL+-时，T1导通、

9、T2截止；时，T1截止、 T2导通。0.5USCuit电容C起电源作用30四、输出功率及效率若忽略交越失真的影响，且 ui 幅度足够大。则：uLULmaxuitt31实用OTL互补输出功放电路调节R,使静态UAQ=0.5USCD1 、 D2使b1和b2之间的电位差等于2个二极管正向压降，克服交越失真。Re1 、 Re2：电阻值12，射极负反馈电阻，也起限流保护作用。D1D2ui+USCRLT1T2T3CRBRe1Re2b1b2A32例 OTL放大电路如下图， T1 、T2特性完全对称，vi为正弦电压，VCC=10V，RL=16，回答以下问题。(1) 静态时， C2两端电压是多少？调整哪个电阻能满足这一要求？(2) 若输出波形出现交越失真，应调整哪个电阻？ 如何调整？(3) 若R1=R3 =1.2k, T1,T2的为50,|VBE|=0.7V， PCM=200mW。静态时vo=0，假设D1,D2, R2 中任一个开路，将会造成什么后果？33答：(