4-功放电路课件

第4章功率放大电路4.2互补对称功率放大电路4.3改进型OCL电路

教学内容：*4.4集成功放及其应用4.1概述

教学重点：第4章功率放大电路2.OCL电路的结构原理3.OCL电路的效率计算1.功放电路的基本要求4.功放管的选择对功放电路性能的基本要求在多级放大电路的末级或末前级是功率放大级，1)输出功率尽可能大2)效率要高3)非线性失真要小

POPE

100%=交流输出功率直流电源功率

100%=4.1概述4）晶体管的散热与保护问题采用互补对称式功率放大电路，常用形式有两种：

无输出电容OCL和有输出电容OTL4.1概述图解法2.组成形式3.分析方法4.放大电路常用的三种工作状态tuCEiCiCIB=0Q003)乙类工作状态2)甲乙类工作状态1)甲类工作状态tuCEiCiCQ00IB=0tuCEiCiCQ00IB=0

tiCO

IcM

2ICQ

tiCO

IcM

2ICQ

tiCO

IcM

ICQ2乙类工作状态(

=

)失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态

(

<

<2

)失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态(

=2

)失真小，静态电流大，管耗大，效率低。4.放大电路常用的三种工作状态乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。Q

uCE

iCO

tiCO

QQ甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。4.放大电路常用的三种工作状态4.2.1互补对称功率放大电路的引出uCE

iCO

tiCO

QIcMUceMVCCIC4.2互补对称功率放大电路甲类共射放大电路++RSC1RbC2ReRL+VCCui+-uo+-us+-4.2.1互补对称功率放大电路的引出射极跟随器作功率输出级输出电阻小，负载能力强但由于Re

的存在，它的静态电流较大，电路效率仍然较低。为了提高效率，必须使电路的静态损耗为0，即IB=0，IC=0，且采用两个极性相反的射极跟随器组成乙类互补功率放大电路甲类共集放大电路4.2.1互补对称功率放大电路的引出乙类共集放大电路波形失真严重1.电路特点1）双电源

Vcc供电；2）T1和T2特性一致；3）静态时，VB=VE=0

电路处于乙类工作状态4）T1和T2互补工作，

输入、输出双向跟随信号过零时出现交越失真

RLT1T2+VCC+ui

+uo

VCCiC1iC14.2.2OCL电路的组成与工作原理(OCL—OutputCapacitorless)

oiBiB1iB2uBE2ottot1t4t1t2t2t3t3t4uBE1uBE2uBE1交越失真死区2.电路存在的问题当输入电压小于死区电压时，三极管截止，引起

交越失真4.2.2OCL电路的组成与工作原理＋－UCES＋－UoMIcmVcc－UCES+UoMNPNPNP大信号－图解法动态分析4.2.3OCL电路的输出功率与效率-UoMVcc－UCES1.

最大不失真输出功率+ui

+uoM

RLT1T2+VCC

VCCUCES+-输出电压峰值输出电压最大峰值4.2.3OCL电路的输出功率与效率4.2.3OCL电路的输出功率与效率2.电源功率PV半电路计算+ui

+uoM

RLT1T2+VCC

VCCUCES+-3.

效率理想情况（忽略UCES）下，乙类工作状态的最大效率4.2.3OCL电路的输出功率与效率+ui

+uoM

RLT1T2+VCC

VCCUCES+-令：则：时管耗最大4.

功放管的最大管耗即：0PUOMPVPoPT+ui

+uoM

RLT1T2+VCC

VCCUCES+-5.

选择功放管的原则

三个极限参数的选择

PCM>0.2PomU(BR)CEO>2VCCICM>VCC/RLRLT1T2+VCC+ui

+uo

VCC2VCC-UCESUCES4.2.3OCL电路的输出功率与效率例1：已知：VCC=24V，RL=8，忽略UCES

求Pom

以及此时的PV、PT1，并选管。[解]PV=

2V2CC/

RL=45.9(W)+ui

+uo

RLT1T2+VCC

VCCUCE+-=4.9(W)U(BR)CEO>48VICM>24/8=3(A)选功率管：PCM=10

15WU(BR)CEO=60

100VICM=5A例2：已知：VCC=12V，RL=8，UCES=2V。

1）求Pom、η以及此时的PV、PT1，并选管2）计算η=0.6时的Po[解]PV=

2VCC(VCC-UCES)

/

RL=9.55(W)+ui

+uo

RLT1T2+VCC

VCCUCE+-U(BR)CEO>24VICM>12/8=1.5(A)选功率管：PCM=5WU(BR)CEO=30VICM=3A设置静态偏置消除交越失真

偏置电路:二极管D1、D2电阻R1

、

R2和电位器RP+Vcc–VEEuoT1T2RLB1B2uiR1RPD1D2R22UBE4.3改进型OCL电路4.3.1甲乙类互补对称功率放大电路电路1：

tiC0ICQ1ICQ2当ui

=0时，T1、T2微导通1）当ui

<0(由小到大变化时)

T1

微导通

充分导通

微导通；

T2微导通截止微导通。2）当ui

>0(由大到小变化时)

T2

微导通

充分导通

微导通；

T1微导通截止微导通。

4.3.1甲乙类互补对称功放+Vcc–VEEuoT2RLB1B2ui2UBET14.3改进型OCL电路4.3.1甲乙类互补对称功率放大电路T5

给T1、T2提供静态电压RLRT3T4V1T2+VCC+ui

+uo

VEET5电路2：带推动级的互补对称功放克服交越失真的偏置电路T1T2T3R2R1UBE的倍增电路4.3改进型OCL电路4.3改进型OCL电路4.3.1甲乙类互补对称功率放大电路电路3：T4RL+VCC+uo

T1T2T3

VEER*1R2R3R4推动级UBE倍增电路功率和效率计算方法：由于甲乙类互补对称功率放大电路的静态电流很小，其工作原理与分析方法与乙类功率放大电路近似相同。

对于甲乙类互补对称功率放大电路的输出功率与效率计算，仍然可以使用乙类功率放大电路的计算公式，这样做计算过程简单，误差也不是很大。4.3改进型OCL电路4.3.1甲乙类互补对称功率放大电路4.3.2准互补对称放大电路1.复合管(达林顿管)目的：实现管子参数的配对ib1(1+

1)

ib1(1+

1)ib1(1+

2)=(1+

1+

2+

1

2)ib1

1

2

rbe=rbe1+(1+

1)rbe2

2(1+

1)ib1

1ib1ibicie(

1+

2+

1

2)ib1T1T2在串接点，必须保证两管电流方向的一致和连续（实际电流方向不冲突）2.在并接点，必须保证两管电流同时流入接点或同时流出接点。3.必须保证复合管中每个管子都工作在放大区4.复合管的类型与第一只管子相同。复合管的构成规则：4.3.2准互补对称放大电路并接点串接点T1T2NPN+NPNNPNT1T2PNP+PNPPNPT1T2NPN+PNPNPNT1T2PNP+NPNPNP一些常见的复合管4.3.2准互补对称放大电路NPNPNP4.3.3输出电流的保护R3和R4的作用：弥补准互补管的不对称；输出电流取样D1和D2的作用：正常情况下截止；过流时导通限流；练习：*4.4

集成功放及其应用引言

4.4.2DG810集成功放及其应用

4.4.3TD2040集成功放及其应用

4.4.1LM386集成功放及其应用组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：输出功率大、效率高有过流、过压、过热保护引言4.4.1

LM386集成功放及其应用1.典型应用参数：直流电源：4

12V额定功率：660mW带宽：300kHz输入阻抗：50k

12348765引脚图2.LM386集成功放内部电路1.8开路时，

Au=20(负反馈最强)1.8交流短路

Au=200(负反馈最弱)电压串联负反馈V1、V6：射级跟随器,高RiV3、V5：恒流源负载V2、V4：双入单出差分电路V7~V12：功率放大电路V7为驱动级(I0为恒流源负载)V11、V12用于消除交越失真V8、V10

构成PNP

准互补对称2.LM386内部电路LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610F36k10F100F220F0.1

F8

10

.047F+VCC6输出电容(OTL)频率补偿，抵消电感高频的不良影响防止自激等调节电压放大倍数3.LM386典型应用电路4.4.2

DG810集成功放—标准音频功率放大功率大、噪声小、频带宽、工作电源范围宽、有保护电路输出电容输入偏置交流负反馈自举电容频率补偿，防自激等VCC=15V时输出功率6W+VCCuiC9R1R4C2DG81011294785C1C8C7C4C5C65F100k.01F100

F1000pF0.1F4

564700pF10100F100F100R3R21000F100FC101电源滤波4.4.3

TD2040集成功放及其应用特点：输出短路保护、自动限制功耗、有过热关机保护参数：直流电源：

2.5~

20V开环