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文档简介
第11讲第11章基本放大电路11.3.1概述11.3.3互补对称功率放大电路原理11.3.4无输出变压器(OTL)的互补对称功放电路11.3.5无输出电容(OCL)的互补对称功放电路11.3.6实际功放电路11.3.7集成功率放大器)11.3功率放大电路1例: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。11.3.1概述功率放大电压放大信号提取2分析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
。ICMPCMUCEMIcuce3(2)电流、电压信号比较大,必须注意防止波形失真。(3)电源提供的能量尽可能转换给负载,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。4答:不合适,因为效率太低。uotuo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?问题讨论:ibuceQIcUSC/REUSCRbuoUSCuiRE5射极输出器效率低的原因:一般射随静态工作点(Q)设置较高(靠近负载线的中部),信号波形正负半周均不失真。电路中存在的静态电流(ICQ),在晶体管和射极电阻中造成较大静态损耗,致使效率降低。设Q点正好在负载线中点,若忽略晶体管的饱和压降,则有:UCEQ=0.5USC
;
ICQ=0.5USC/RE。ESCCQSCERUIUP2/2==OPESCESCRURU8)22/(22==UCEQ2ICQ2=6如何解决效率低的问题?办法:降低Q点但又会引起截止失真既降低Q点又不会引起截止失真的办法:采用互补对称射极输出器711.3.3互补对称功率放大电路互补对称:电路中采用两个晶体管:NPN、
PNP各一支;两管特性一致。组成互补对称式射极输出器ui-USCT1T2uo+USCRLiLNPN型PNP型8一、工作原理(设ui为正弦波)ic1ic2
静态时:ui=0VT1、T2均不工作
uo=0V动态时:ui
0VT1截止,T2导通ui>0VT1导通,T2截止iL=ic1
;ui-USCT1T2uo+USCRLiLiL=ic2注意:T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式。9ui-USCT1T2uo+USCRLiL输入输入波形图uiuououo´交越失真死区电压10ui-USCT1T2uo+USCRLiL(1)静态电流
ICQ、IBQ等于零;(2)每管导通时间于半个周期;(3)存在交越失真。特点:11二、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:iL-USCRLuiT1T2UL+USC若忽略晶体管的饱和压降,则负载(RL)上的电压和电流分别为:12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=USCtic113效率为:14OTL:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLess互补对称功放的类型: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)1511.3.4无输出变压器的互补对称功放电路一、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,令:USC/2RLuiT1T2+USCCAUL+-UC16三、动态分析若输出电容足够大,其上电压基本保持不变,则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(UC相当于电源)RLuiT1T2+USCCAUL+-时,T1导通、T2截止;时,T1截止、T2导通。设输入端在0.5USC直流电平基础上加入正弦信号17四、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:LSCLSCLRUIUU22maxmax==,uLULmaxuitt18D1D2ui+USCRLT1T2T3CRARe1Re2实用OTL互补输出功放电路调节R,使静态UA=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1~2,射极负反馈电阻,也起限流保护作用b1b219增加对称的负电源-USC,使静态时的A点电位为011.3.5无输出电容的互补对称功放电路RLuiT1T2+USCCAUL+-UC+USC-USCuiiLRLT1T2AOTL电路OCL电路20tuo交越失真uit+USC-USCuiiLRLT1T2A存在交越失真OCL电路211.克服交越失真的措施1.静态偏置可克服交越失真2.动态工作情况二极管等效为恒压模型设T3已有合适的静态工作点交流相当于短路22uBEtUTtiBIBQ波形关系:ICQiCuBEiBib特点:存在较小的静态电流ICQ、IBQ。每管导通时间大于半个周期,基本不失真。iCQuceUSC/REUSCIBQ23为更换好地和T1、T2两发射结电位配合,克服交越失真电路中的D1、D2两二极管可以用UBE电压倍增电路替代。2.UBE电压倍增电路B1B2+-BER1R2UIBI合理选择R1、R2大小,B1、B2间便可得到UBE任意倍数的电压。图中B1、B2分别接T1、T2的基极。假设I>>IB,则24VBE4可认为是定值
R1、R2不变时,VCE4也是定值,可看作是一个直流电源。25静态时,偏置电路使VK=VC≈VCC/2(电容C充电达到稳态)。
当有信号vi时负半周T1导通,有电流通过负载RL,同时向C充电正半周T2导通,则已充电的电容C通过负载RL放电。只要满足RLC>>T信,电容C就可充当原来的-VCC。计算Po、PT、PV和PTm的公式必须加以修正,以VCC/2代替原来公式中的VCC。263.电路中增加复合管增加复合管的目的:扩大电流的驱动能力。cbeT1T2ibicbecibic1
2晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。cbeT1T2ibicbecibic复合NPN型复合PNP型27改进后的OCL准互补输出功放电路:
T1:电压推动级
T1、R1、R2:
UBE倍增电路
T3、T4、T5、T6:复合管构成的输出级准互补输出级中的T4、T6均为NPN型晶体管,两者特性容易对称。+USC-USCR1R2RLuiT1T2T3T4T5T628集成运放内部的功率放大器T5T6RC3RE2RLRC4RE3T7T9T8T4R2R1T3R3RC1T1RC2T2-+RE4RE5T11T10+UCC-UEE第1级:差动放大器第2级:差动放大器第3级:单管放大器第4级:互补对称射极跟随器29经常不断地学习,你就
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