《模拟电子技术》 吴建军教材 课件 4.4 功率放大电路

授课教师：授课对象：模拟电子技术第四章

集成运算放大电路第四章

集成运算放大电路4.14.2集成运算放大器概述集成运算放大器中的电流源目录4.3差分放大电路4.4功率放大电路4.5集成运放的中间级4.6集成运算放大器的典型电路4.7集成运算放大器的主要参数4.8集成运算放大器的使用注意事项概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器

是放大电路的输出级，去推动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转、电动机旋转等。1、功率放大电路的作用2、对功率放大电路的基本要求(1)输出功率尽可能大:

电源电压一定的情况下，在不失真情况下输出电压最大。(2)效率尽可能高:

电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管的集电极电流近似为0。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器2、对功率放大电路的基本要求（3）功率器件的散热问题

由于通过功率放大电路的电压和电流较大，有相当大的功率消耗在管子的集电结上，使结温升高结温和管壳温度升高，为了使功率器件输出足够大的功率，必须很好地解决功率放大器的散热问题。（4）分析方法

功率放大电路一般处于多级放大电路或集成运算放大器的最后一级，直接驱动负载，其输入信号幅度很大，采用图解法来分析功率放大电路。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器2、对功率放大电路的基本要求（5）功放管的选用

根据极限参数选择晶体管。在功放中，晶体管集电极或发射极电流的最大值接近最大集电极电流ICM，管压降的最大值接近c-e反向击穿电压U(BR)CEO，集电极消耗功率的最大值接近集电极最大耗散功率PCM

。称为工作在尽限状态。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器3、功率放大电路的分类根据放大电路中三极管的导通时间不同，可以分为：

甲类功率放大电路（A类）

乙类功率放大电路（B类）

甲乙类功率放大电路（AB类）

丙类功率放大电路（C类）

本节重点讨论前三类功率放大电路。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器3、功率放大电路的分类t甲类工作状态晶体管在输入信号的整个周期都导通,静态IC较大，波形好,管耗大效率低。乙类工作状态晶体管只在输入信号的半个周期内导通，静态IC=0，波形严重失真,管耗小效率高。甲乙类工作状态晶体管管在多半个周期导通，静态IC

0，一般功放常采用。tICUCEOQiCOICUCEOQiCOICUCEOQiCtO概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.OTL互补对称电路C1R2+R1C2-VT1NPNuIVT2PNP++VCCuORL调整R1

和

R2的值，使静态时(1)原理分析：静态时(uI=0)两个晶体管VT1(NPN型)和VT2(PNP型)的特性基本相同。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.OTL互补对称电路交越失真uI>0时VT1导通VT2截止。uI<0时VT2导通VT1截止。RLuO+VCCC1R2+R1C2-VT1NPNuIVT2PNP+（1）原理分析：动态时C2足够大，电容两端的电压保持的数值基本不变。其对交流信号相当于短路。OTL电路低频特性差。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.OTL互补对称电路

交越失真:当输入信号ui为正弦波时，输出信号在过零前后出现的失真。

交越失真产生的原因:由于晶体管特性存在非线性，ui

<死区电压，晶体管导通不好。交越失真

采用各种电路以产生有不大的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。克服交越失真的措施uotOuitO（1）原理分析：概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.OTL互补对称电路（2）改进电路R2R1uI++VCCC1-VT1NPNuOVT2PNP2VCCRLVD1VD2b1b2R+iC1iC2iLiB1iB2静态时为零R

、VD1和VD2为两管提供了小的静态偏置电压，使得在输入信号等于零时，管子微导通，避免了uI较小时两管同时截止减小了交越失真。iC1

和iC2不为零概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.OTL互补对称电路（2）改进电路OtiC1OtiC2OtiLOTL互补对称电路的波形图OtuIR2R1uI++VCCC1-VT1NPNuOVT2PNP2VCCRLVD1VD2b1b2R+概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.OTL互补对称电路（3）参数计算三极管的饱和管压降若VT1、VT2对称2-uCE2QiC1OiC2uCE1AOBOTL互补对称电路的图解法Icm1Icm2Ucem1UCESVCC交流负载线2RLVCC

概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.OTL互补对称电路（3）参数计算①最大输出功率三极管的集电极最大电流三极管的集电极最大电流

最大输出功率

概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.OTL互补对称电路（3）参数计算②效率直流电源提供的功率OTL互补对称电路的效率

③功率三极管的选择

在功率放大电路中应根据晶体管所承受的最大反向电压、集电极最大电流和最大功耗来选择晶体管。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.OTL互补对称电路（3）参数计算③功率三极管的选择

概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器2.OCL互补对称电路（1）电路组成及工作原理OTL互补对称电路的特点：

两个三极管的发射极通过大电容接到负载电阻上。

①影响了电路的低频特性；②且大电容通常具有电感效应，在高频时也将产生相移；

③大容量的电容无法实现集成。OCL互补对称电路则省去了大电容，既改善了低频响应，又有利于实现集成化，被广泛应用。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器2.OCL互补对称电路（1）电路组成及工作原理OCL互补对称电路OTL互补对称电路电容直接耦合工作原理与OTL互补对称电路一致。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器2.OCL互补对称电路（1）电路组成及工作原理OCL互补对称电路OCL电路存在的主要问题：两个三极管的发射极直接连到负载电阻上，如果静态工作点失调或电路内元器件损坏，将造成一个较大的电流长时间流过负载，可能造成电路损坏。为了防止出现此种情况，实际使用的电路中，常常在负载回路接入熔断丝作为保护措施。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器2.OCL互补对称电路（2）参数计算①最大输出功率

②效率直流电源提供的功率OTL互补对称电路的效率

概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器2.OCL互补对称电路（2）参数计算③功率三极管的选择

概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器2.OCL互补对称电路

解：负载上可得最大输出功率为每个管子流过的最大电流概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器2.OCL互补对称电路

解：功率管的最大管耗为功率管所承受的最大管压降为概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.复合管的接法

保证前后两个三极管的连接关系满足前级三极管的输出电流与后级三极管的输入电流的实际方向一致，以便外加电压的极性能保证前后级三极管均工作在放大区。组成复合管的条件：组成复合管的目的：

增大β，减小前级驱动电流，改变管子的类型。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.复合管的接法iB方向决定复合管的类型

不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。两只NPN管构成NPN型管

两只NPN管构成NPN型管PNP管与NPN管构成PNP型管NPN管与PNP管构成NPN型管概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器

①

由两个相同类型的三极管组成的复合管，其类型与原来相同。②由两个不同类型的三极管组成的复合管，复合管子的类型与构成复合管的第一个管子类型相同。

概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器3.复合管组成的互补对称放大电路(3)R8和R9的作用?(1)R4、D1、D2的作用？(2)T1和T3

、T2和T4构成什么工作方式？(4)R6和R7的作用?避免产生交越失真构成复合管引入电流负反馈，提高电路稳定性。分流T1、T2的ICEO，提高温度稳定性。概述互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路总结与思考4.4功率放大电路集成功率放大器1.集成功率放大器的优势体积小、成本低、外部接线少，使用方便，可靠性高；温度稳定性好，电源利用率高，功耗低，非线性失真小等。由前置级、中间级、输出级和偏置电路组成。为保证器件在大功率下安全可靠，集成功放中还设有过流、过压以及过热保护电路。2.集成功率放大器的内部组成3.集成功率放大器的分类按用途划分有通用型功放和专用型；按芯片内部的构成划分有单通道功放和双通道功放；按输出功率划分又有小功率功放和大功率