模拟基础电路技术 7

6输出级和功率放大器电压型运算放大器内部结构框图输出功率极低的输出电阻输出级性能参数输出功率PL(或Po)：运放输出级：几十mW及以上独立功率放大器：数百mW以上，比如音频功放功率转换效率

：电源直流功率耗散功率，管耗(或PD)输出级性能参数总谐波失真系数THD(totalharmonicdistortion)：功率管的最高结温TjM：硅管的最高结温TjM为150℃～200℃锗管的最高结温TjM约为90℃Vn:n次谐波RMS输出级分类——A类输出级A类(甲类)输出级：特征：IC≥Ic导通角：θ=360°效率η：理论上最高可达50%，但实际常常要低很多。常用组态：CC或CD输出级分类B类(乙类)输出级：特征：IC=0导通角：θ=180°效率η：理论上最高可达78.5%。先天缺陷：存在交越失真输出级分类AB类输出级：特征：IC略大于0，微导通导通角

：180°<θ<360°效率η：介于A类与B类之间，理论上最高效率可近似为78.5%结构：互补-推挽输出级分类C类(丙类)输出级：特征：IC<0导通角

：θ<180°效率η：一般在90%以上主要用于射频电路中小结及拓展模拟功率放大器（功放管导通时线性工作）A类，导通角θ=360°，ηA≤50%B类，θ=180°，ηB≤78.5%AB类，180°<θ<360°，ηA<ηAB<ηBC类，θ<180°，ηC>ηB，高频功放数字功率放大器（功放管处于开关状态）D类，理论上效率可达100%E/F类，高频功放输出级及功率放大器分析重点电路结构的辨识A类B类和AB类分析方法：直流分析：确定器件工作状态瞬时分析：输出功率、直流电源提供功率、管耗、效率设计思路：注意电路结构和器件选择重点B类及AB类输出级B类输出级电路结构VT1：NPN，VT2：PNP共集电极连接组态双电源互补对称结构OCL：OutputCapacitorLessAB类输出级的基础

B类输出级工作原理及传输特性曲线VT1和VT2均截止B类输出级工作原理及传输特性曲线B类输出级工作原理及传输特性曲线互补对称推挽放大器B类输出级的图解分析交越失真

B类输出级参数分析：输出功率PL假设电路输入一个正弦波，输出正弦波幅值记为VOM，那么负载上平均输出功率为:

iO由传输特性曲线可知，若VOM足够大，则可忽略晶体管饱和压降和交越失真，可得输出功率理论最大值为：B类输出级参数分析：电源功率PS假设电路输入一个正弦波，输出正弦波幅值记为VOM，那么电源VCC提供的功率为:

iOiB类输出级参数分析：管耗PC令当时，最大管耗为，可得单管的最大管耗为B类输出级参数分析：功率转换效率η假设电路输入一个正弦波，输出正弦波幅值记为VOM，那么功率转换效率为:

若忽略晶体管饱和压降和交越失真，可得功率转换效率理论上的最大值为：B类输出级分析示例：已知B类输出级需给8Ω的负载提供16W的平均输出功率，（1）要求VCC比输出电压峰值高4V，则VCC=？（2）电源提供的总功率PS=？（3）该电路的功率转换效率η=？（4）晶体管单管最大管耗为多少？B类输出级分析示例：已知B类输出级需给8Ω的负载提供16W的平均输出功率，（1）要求VCC比输出电压峰值高4V，则VCC=？（2）电源提供的总功率PS=？（3）该电路的功率转换效率η=？（4）晶体管单管最大管耗为多少？解：（1）由题可知，∴输出电压峰值VOM=16V，故VCC=20V；B类输出级分析示例：已知B类输出级需给8Ω的负载提供16W的平均输出功率，（1）要求VCC比输出电压峰值高4V，则VCC=？（2）电源提供的总功率PS=？（3）该电路的功率转换效率η=？（4）晶体管单管最大管耗为多少？解：（2）电源提供的总功率为B类输出级分析示例：已知B类输出级需给8Ω的负载提供16W的平均输出功率，（1）要求VCC比输出电压峰值高4V，则VCC=？（2）电压提供的总功率PS=？（3）该电路的功率转换效率η=？（4）晶体管单管管耗为多少？（3）该电路的功率转换效率为B类输出级分析示例：已知B类输出级需给8Ω的负载提供16W的平均输出功率，（1）要求VCC比输出电压峰值高4V，则VCC=？（2）电压提供的总功率PS=？（3）该电路的功率转换效率η=？（4）晶体管单管管耗为多少？（4）晶体管单管管耗为B类输出级中晶体管的选择B类输出级设计示例：已知B类输出级供电电压VCC=16V，负载RL=8Ω，目前我们有三个功率器件以供选择，它们的参数分别为：器件1：ICM=1A，|V(BR)CEO|=20V，PCM=4W；器件2：ICM=3A，|V(BR)CEO|=35V，PCM=4W；器件3：ICM=4A，|V(BR)CEO|=33V，PCM=3W；请问以上哪些器件可以满足该电路的设计要求？B类输出级设计示例：已知B类输出级供电电压VCC=16V，负载RL=8Ω，目前我们有三个功率器件以供选择，它们的参数分别为：器件1：ICM=1A，|V(BR)CEO|=20V，PCM=4W；器件2：ICM=3A，|V(BR)CEO|=35V，PCM=4W；器件3：ICM=4A，|V(BR)CEO|=33V，PCM=3W；请问以上哪些器件可以满足该电路的设计要求？解：由已知条件可知，该电路中的器件必须满足

显然只有器件2同时满足以上3个不等式，即只有器件2可以满