《模拟电子技术-》课件第九章 低频功率放大电路

1§9.1概述§9.2互补对称功率放大电路§9.3甲乙类单电源互补对称放大电路§9.4复合管低频功率放大电路第

九章2§9.1概述

一个实用的放大器一般通常包括三个部分：输入级：与信号源相连，要求输入电阻大，噪声低，共摸抑制能力强，阻抗匹配等。中间级：主要完成电压放大任务，以输出足够大的电压。输出级：主要要求向负载提供足够大的功率，以便推动负载。输出级一般为功率放大电路

主要任务是放大信号的功率

一、常用放大器的组成3

功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路，用作放大电路的输出级，以驱动负载工作。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。二、功率放大器的特点例：扩音系统执行机构功率放大电压放大信号提取1、三极管工作在大信号状态，即电流、电压的幅值都比较大。2、追求大功率、高效率、小失真。功率放大器的特点主要是：4例：温度控制R1-R3:标准电阻Ua:基准电压Rt:热敏电阻A：电压放大器RtTUOT

温度调节过程UbUO1R1aR2uoUsc+R3Rt

功放b温控室A+-uo1加热元件5三、功率放大器的分类Q'Q"tiCootiCotiCQiCvCEo按功率放大电路中晶体管在一个信号周期内导通时间的不同，分为：甲类、乙类和甲乙类。

uBE/ViB/

A0.7V30QuituBE/VtiBIBQ(交流负载线)uCE/ViC/mA4123iB=10

A20304050605Q6Q

Q

6tiCICQUCEQtuCE/VUcemibicuceOOOOOO甲类(

=2

)

tiCO

Icm

2ICQ

tiCO

Icm

2ICQ乙类(

=

)

tiCO

Icm

ICQ2甲乙类(

<

<2

)甲类乙类甲乙类6四.甲、乙、甲乙类功放的特点甲类(

=2

)

tiCO

Icm

2ICQ

tiCO

Icm

2ICQ乙类(

=

)

tiCO

Icm

ICQ2甲乙类(

<

<2

)Q’uCE

iCO

tiCO

QQ’’甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。7如何解决输出失真及效率低的问题？为提高电源的效率，就要减小或消除静态损耗，即降低Q点。降低Q点又会引起截止失真。既降低Q点又不会引起截止失真的办法：采用推挽输出电路，即互补对称射极输出器。8§9.2互补对称功率放大电路

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:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLess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：99.2.1无输出电容的互补对称功放电路一、工作原理（设ui为正弦波）电路的结构特点：1.由NPN型、PNP型三极管构成两个对称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。这种电路称为OCL电路ui-USCT1T2uo+USCRLiLOCL:OutputCapacitorLess10ic1ic2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=0V(动画：图解分析基本互补对称电路)11二、乙类放大的输入输出波形关系:ui-USCT1T2uo+USCRLiL交越失真死区电压uiuou"ou´o

´tttt严格说，输入信号很小时，达不到三极管的开启电压，三极管不导电。因此在输入信号正、负半周交替过零处，没有输出信号，使输出信号产生非线性失真，这个失真称为交越失真。如图所示。12ui-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。乙类放大器的特点：

在于晶体管特性存在非线性，输入信号很小时，达不到三极管的开启电压，三极管不导电。即：ui

<uT时晶体管截止。iBiBuBEtuitUT交越失真产生的原因：13(a)利用二极管提供偏置电压(b)利用三极管恒压源提供偏置

为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。此时的互补功率放大电路如图所示。

三、电路的改进14利用二极管提供偏置电压克服交越失真：－－电路中增加R1、D1、D2、R2支路R1D1D2R2+USC-USCULuiiLRLT1T2

静态时:

ui

＝0，T1、T2两管发射结电位分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态；即在输入信号的正负半周内，均有一个管子导通，使负载上获得完整不失真的输出信号，消除了交越失真。动态时：设ui加入正弦信号。正半周T2截止，T1基极电位进一步提高，进入良好的导通状态；负半周T1截止，T2

基极电位进一步降低，进入良好的导通状态。正半周：T1

微导通充分导通T2微导通截止负半周：T2

微导通充分导通T1微导通截止(动画：基本互补对称电路的交越失真)15uitUTtiBIBQ甲乙类放大的波形关系：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/REUSCIBQ16§9.3甲乙类单电源互补对称放大电路—OTL电路(OutputTransformerless)RLRBV4–VEE+VCCV5V1V2CERERB1RB2+uo

+ui

+++CE电容C的作用：1)充当VCC/2电源2)耦合交流信号一、特点1.单电源供电；2.输出加有大电容。17当ui=0时:当ui>0时：V2导通，C放电，V2的等效电源电压

0.5VCC。当ui<

0时：V1导通，C充电，V1的等效电源电压

+0.5VCC。动画：OTL互补对称功率放大器RLRBV4–VEE+VCCV5V1V2CERERB1RB2+uo

+ui

+++C工作原理E18§9.4

复合管

－－复合管又称为达林顿管ib1(1+

1)

ib1(1+

2)(1+

1)ib1(1+

1+

2+

1

2)ib1

=

1

+

2+

1

2

1

2

rbe=rbe1+(1+

1)rbe2

2(1+

1)ib1

1ib1ibicie(

1+

2+

1

2)ib1V1V2复合的目的：提高电流放大倍数，扩大电流的驱动能力复合管的构成方式：19V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNP复合管的复合类型：构成复合管的规则：1)B1为

B，C1或E1接