电子技术及应用第7章

7.1功率放大器7.1.1功率放大器的特点与要求1．对功放的要求（功放的特点）作用:功率（能量）并不能放大，功率放大器的工作过程，实质上是直流功率（能量）转换为交流功率的过程。（1）电路输出功率尽可能大；（2）放大器处于大信号工作状态；（3）三极管要尽限使用；（4）转换效率高；（5）非线性失真要小；（6）用图解法分析；（7）要解决散热问题。2．三极管几种工作状态（1）

甲类工作状态静态工作点位于放大区中央。（2）

乙类工作状态静态工作点位于截至区边缘。（3）

甲乙类工作状态静态工作点位于放大区下端（靠近截至区）。（4）

丙类工作状态静态工作点位于截至区内。三极管的不同工作状态，决定了不同类型的功放。3．甲类功率放大器三极管工作在甲类状态，但受输出限制，功率较小。4．乙类推挽功率放大器两只三极管交替工作，输出功率较大。但变压器体积较大，不太实用。7.1.2互补对称功率放大器1．OTL互补对称功率放大器(OTL--无输出变压器的功率电路)（1）乙类对称功放原理电路（2）图解分析

T1放大正半周信号如左图所示（T2放大负半周信号与此类似）。（3）参量计算最大不失真交流功率Pom

Uom

=

VCC

-

UCES

(UCES—晶体管饱和压降Uom—最大输出电压(峰值))Iom

≈Uom

/

R

L(Iom—最大输出电流(峰值))Pom=Uom

Iom

/2(理解为P344图中的三角形面积=长X宽/2)=（VCC-

UCES）2/2RL忽略UCES

，则有Pom≈VCC2RL/2

直流电源所提供功率PV

则PV=VCC/2•

IC1=VCC2/2πRL=

4

Pom

/π

最大转换效率ηm

ηm

=Pom

/PV=

4

/π≈78.5

%最大管耗PTm

PTm1=

PTm2=≈0.2Pom

（4）交越失真由于工作电太低，输出信号的交界处呈现交越失真，这是乙类功放所必然产生的。解决办法：适当提高工作点，将电路变成甲乙类功放。（5）甲乙类OTL功放与乙类对称功放分析类似，将乙类功放所有公式中的VCC替换成VCC/2即可。静态时，前级电路应使基极电位为VCC/2，发射结电位为VCC/2，故电容上的电压也VCC/2。工作时，T1和T2轮流导通，电路为射极跟随状态。用一个大容量电容取代了变压器电容（几千微法的电解电容器）单电源电路。与乙类对称功放分析类似，结果完全相同。2．OCL互补对称功率放大器(OCL--无输出电容的功率放大电路)双电源电路。静态时，T1和T2均截止，输出电压为零。工作时，T1和T2交替工作，正、负电源交替供电，输出与输入之间双向跟随。7.1.3集成功率放大器芯片如图所示。按管脚分布联接使用即可。7.1.3

内部电路组成简介

图71.10---DG4100单片集成功放内部电路。组成:[三级直接耦合电压放大电路]+[一级互补对称放大电路]构成.

第一级直接耦合电压放大电路:T1+T2

第二级直接耦合电压放大电路:T4

第三级直接耦合电压放大电路:T7

互补对称放大电路:T12,T13(上复合管)+T8,T14(下复合管)特点:1.单电源供电

2.输入及输出均通过耦合电容与信号源和负载相连.3是OTL互补对称功率放大电路。DG4100集成功放的典型接线法7.2直流电源

整流、滤波、稳压。本节主要内容：返回前进概述1.功能:将交流市电转变为直流电，供给整机使用.2.构成:一个完整的直流稳压电源应包括:变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分。

直流稳压电源构成电源变压器：降压整流：将交流变为脉动直流的过程。滤波：将脉动的直流电压变为较平滑的直流电压。稳压:较平滑的直流电压变为平滑的直流电压

2.电源电路按稳压电路分类(5种):(1).简单稳压二极管稳压电路；(2).简单三极管稳压电路；(3).集成三端稳压电路；(4).串联稳压电源;(5).开关型稳压电源.7.2.1整流将两个方向变化的交流信号变成一个方向上变化的脉动直流信号。利用二极管的单向导电性来实现。1．半波整流（1）电路

（2）工作情况

在输入信号U2正半周，D正偏导通，Uo=Ui

，在U2负半周，D反偏截止，Uo=0。2．桥式全波整流（1）电路

（2）工作情况

在U2正半周，D1、D3正偏导通，D2、D4反偏截至，Uo=U2

；在U2负半周，D1、D3反偏截至，D2、D4正偏导通，Uo=-U2。（3）输出信号

（4）脉动系数Uo=0.9U2

Io=

Uo

/RL

S=Uo1m/Uo=0.67（5）整流管的选择URM≥1.414U2IFM≥Io/27.2.2滤波将脉动直流信号变为较为平滑的纹波直流信号，利用电容器的充放电性质来实现。1．几种滤波电路2．电容滤波（1）电路

（2）工作情况

电容C的充放电过程。如右图所示。（3）输出信号

（4）滤波电容的选取Uo=1.0U2

（半波整流滤波）Uo=1.2U2

（全波整流滤波）C≥（3—5）T/RL

（半波整流滤波）

C≥（3—5）T/2RL

（全波整流滤波）7.4.4倍压整流倍压整流整流电路不仅可以整流，而且可以得到高出变压器次级电压若干倍的电压。这要靠整流管的单向导电性及点容器得充放电特性来达到。1．二倍压整流在U2正半周，D1正偏导通，将电容C1充电至≥1.414

U2；在V2负半周，D2正偏导通，将电容C2充电至≥1.414U2。在整个过程中，电容放电很慢，使得输出电压Vo=2×1.414U2.2．多倍压整流可得到不同倍数的输出电压。7.3.稳压作用:利用稳压电路，将纹波信号变成稳定的直流信号。分类(5种):1.简单并联型硅稳压管稳压电路(电路简单,但功率小,电压不够稳定)2.简单三极管稳压电路(电路简单,但功率小,电压比较稳定)3.集成三端稳压电路(电路简单,但功率中,电压稳定)4.串联稳压电路(电路功率大,但功耗大,电压稳定稳定)5.开关稳压电源(电路复杂,但功率大,功耗小,电压稳定)1．并联型硅稳压管稳压电路（1）电路

（2）工作情况

Ui↑→Uz（或其他原因）→Uo↑（↓）→Uz↑（↓）→Iz↑↑（↓↓）→I（=Iz+Io）↑（↓）→IR↑（↓）→Uo（=Vi-IR）↓（↑）从而Vo稳定

。（3）输出电压

（4）限流电阻的选取

R≥(Uimax-Uz)/(Izmax+Iomin)R≤(Uimin-Uz)/(Izmin+Iomax)Vo=Vz

2．简单三极管稳压电路（1）电路

（2）工作原理设:稳压管稳压为UzUo=Uz-Vbe(Vbe=0.6~0.7v)3．串联型晶体管稳压电路（1）电路及工作原理

由取样电路、基准电压、比较放大器、调整管四部分构成。Uo↑(↓)→UF↑(↓)→Uid↓(↑)→UBE↓(↑)→IB↓(↑)→IC↓(↑)→UCE↑(↓)→UC↑(↓)→Uo(=U1-UCE)↓(↑)→Uo稳定稳压原理：

（3）输出电压调节范围4．集成稳压电路将调整管、比较放大器、基准电源和取样电路集中做在一小块硅片上形成的电路。如CW7800。

Uomax=（R1+R2+R3）Uz/R3Uomin=（R1+R2+R3）Uz/（R