模拟电子技术 课件 第8章 功率放大电路

模拟电子技术基础-第8章功率放大电路CONTENTS目录01功率放大电路概述02互补功率放大电路04本章小结03集成功率放大电路功率放大电路概述018.1.1功率放大电路的分类1）低频功率放大电路2）高频功率放大电路1）甲类功率放大电路2）乙类功率放大电路3）甲乙类功率放大电路4）丙类功率放大电路2.按晶体管导通角分类1.按工作频率分类8.1.2功率放大电路的分类

1.按工作频率分类2）高频功率放大电路

通常在几百kHz以上，甚至可达数GHz8.1.2功率放大电路的分类1）甲类功率放大电路

甲类功率放大电路的导通角为360°，晶体管在整个信号周期内都处于导通状态2.按晶体管导通角分类2）乙类功率放大电路

乙类功率放大电路的导通角为180°，晶体管仅在输入信号的半个周期内导通8.1.2功率放大电路的分类

2.按晶体管导通角分类4）丙类功率放大电路

丙类功率放大电路导通角的小于180°8.1.2功率放大电路的特点1.输出功率大功率放大电路的核心目标是为负载提供足够大的功率。这要求电路能够将直流电源的能量有效地转换为负载所需的交流功率2.效率高效率是功率放大电路的重要指标之一，定义为输出功率与电源提供的直流功率之比8.1.2功率放大电路的特点3.非线性失真小为了减小非线性失真，功率放大电路通常采用各种线性化技术，如引入负反馈，合理选择晶体管的工作点、优化电路的设计结构等方法来减小失真4.热稳定性好功率放大电路具有良好的热稳定性以减少温度对电路参数的影响，以防止元件因过热而损坏互补功率放大电路02乙类功率放大电路效率较高但无法完整放大整个周期的信号，为此选用两个晶体管分别放大半个周期的信号就能够实现全周期信号的放大，这就组成了互补功率放大电路

根据输出端与负载的耦合方式不同，互补功率放大电路主要可分为无输出电容（OCL，OutputCapacitorLess）电路和无输出变压器（OTL，OutputTransformerLess）电路

1.电路概述8.2.1OCL功率放大电路1）电路结构及工作原理1.电路概述8.2.1OCL功率放大电路1）电路结构及工作原理

1.电路概述8.2.1OCL功率放大电路2）交越失真的产生及消除

交越失真的产生：只有当输入信号的幅值超过死区电压后，三极管才导通，这样就会导致输出信号在过零附近出现不连续的现象，形成交越失真。如图所示1.电路概述8.2.1OCL功率放大电路2）交越失真的产生及消除交越失真的消除：设置合理的静态工作点，让三极管在静态时处于微导通的状态二极管偏置：利用二极管的正向导通压降为三极管提供一个略大于死区电压的偏置电压，让三极管处于微导通状态，电路如图所示1.电路概述8.2.1OCL功率放大电路3）功率放大电路的推进级在功率放大电路中，为使电路输入信号的电压和电流幅度达到功率放大级所需的驱动水平，常会在电路中设置推进级2.电路分析8.2.1OCL功率放大电路

2.电路分析8.2.1OCL功率放大电路

2.电路分析8.2.1OCL功率放大电路

电源提供的电流

2.电路分析8.2.1OCL功率放大电路

2.电路分析8.2.1OCL功率放大电路

每只晶体管的功率损耗

2.电路分析8.2.1OCL功率放大电路为满足应用需求，同时为保证电路的安全工作，晶体管的参数须满足以下三个条件

解：

（1）根据式（8-1）

（2）根据式（8-3）

（3）根据式（8-6）

（4）最大集电极允许功耗

最大耐压

最大集电极电流

8.2.2OTL功率放大电路1.电路概述和工作原理与OCL电路不同，OTL电路采用单电源供电，其输出端通过一个大容量的耦合电容与负载相连8.2.2OTL功率放大电路1.电路概述和工作原理

8.2.2OTL功率放大电路2.电路分析

8.2.2OTL功率放大电路2.电路分析

8.2.2OTL功率放大电路2.电路分析

8.2.2OTL功率放大电路2.电路分析

OTL电路采用单电源供电，其优势在于电源电路简单，无需复杂的双电源设计，降低成本，适用于对电源要求不高、空间有限的设备OCL和OTL电路具有不同的优点，应用于不同的场景。OCL电路由于无输出电容，频率响应出色，能够实现宽频带放大，对音频信号高保真还原，极大减少失真，适用于高保真音频场景OTL电路OCL电路

解：

（1）根据式（8-11）

（2）根据式（8-14）

（3）根据式（8-13）得

（4）最大集电极允许功耗

最大耐压

最大集电极电流

集成功率放大电路038.3.1主要性能指标一些典型功放的主要性能指标：型号LM386-4LM2877TDA1514ATDA1556PA04电路类型OTLOTL（双通道）OCLBTL（双通道）OCL电源电压范围/V5.0~186.0~24±10~±306.0~18±15~±100电源静态电流/mA42556807050

1000120108

输出功率/W400（音频输出）电压增益/dB26~4670（开环）89（开环）30（闭环）26（闭环）可由电路设置频带宽/kHz300（1,8开路）

0.02~250.02~1590增益频带宽积/kHz

65

总谐波失真0.2%0.07%-90dB0.1%

8.3.2集成功率放大电路的应用1.集成OTL电路的应用LM386是一款经典的集成功率放大器芯片，它采用单电源供电并通过电容耦合输出信号，也是经典的OTL电路。LM386也有单电源供电，无输出变压器，电容耦合输出的基本特点

8.3.2集成功率放大电路的应用2.集成OCL电路的应用TDA2030是一款经典的集成功率放大器芯片，它既支持单电源供电（OTL电路），也支持双电源供电（OCL电路）。作为OCL电路时，TDA2030无需输出电容，直接耦合负载，具有更高的效率和更好的低频响应本章小结04本章小结

功率放大电路是电子系统中的关键模块，其核心任务是为负载提供足够的功率输出。本章系统介绍了功率