第六章 功率放大器

1、第六章功率放大器 6.1概述 6.2互补对称功率放大电路 6.3实际功放电路 6.4 集成功率放大器(6-1)齐放: 6.1 概述功率放大器的作用：做放大电路的输出级，以驱动 执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。6 .1.1例1： 扩音系统(6-2)功率放大电压放大信号提取例二：温度控制UscR3R1功放bR1-R3:标准电阻Ua :基准电压Rt :热敏电阻A：电压放大器uo+auo1- A加热元件R2Rt温控室温度调节过程UOUO1TTRtUb(6-3)6.1.2分析功放电路应注意的问题功放电路中电流、电压要求都比较大， 必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM、

2、UCEM、 PCM 。IcICMPCMuceUCEM(6-4)电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（h）。Pomax100 %h=PEPomax : 负载上得到的交流信号功率。： 电源提供的直流功率。PE(6-5)射极输出器输出电阻低，带负载能力强，可以用做功率放大器吗问题讨论答：不合适，因为效率太低。IcUSC /REibQUSCuceUSCuouiREuotuo(6-6)Rb射极输出器效率低的原因一般射随静态工作点（Q）设置较高（靠近负载线的中部），信号波形正负半周均不失真* 。电路中存在的静态电流（IC

3、Q），在晶体管和射极电阻中造成较大静态损耗，致使效率降低。设Q点正好在负载线中点，若忽略晶体管的饱和压降，则有：UCEQ = 1 / 2USCICQ = USC /2RL。ICQ = U2/ 2RLSCPE = USC（USC / 2）= USC2 / 8RL2 ）2 RLPO =（USC / 2h= PO / PE= 25%*这种工作方式称为甲类放大。(6-7) 6.2 互补对称功率放大电路互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、PNP各一支；两管特性一致。类型：OTL: OutputOCL: OutputTransformerLessCapacitorLess(6-8)无输出电容形式（OC

4、L电路）无输出变压器形式（OTL电路）互补对称功放的类型6.2.1无输出电容的互补对称功放电路（OCL电路）（1） 工作原理（设ui为正弦波）+USC静态时：ui= 0V,T1T1、T2均不工作uo = 0v。ic1动态时：ui 0vT1导通iL=Ic1 ;T1截止iL=Ic2 。*T2截止iLuoui 0vT2导通RLic2T2-USCT1、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。(6-9)ui特点静态电流 ICQ、IBQ等于零；iBiB每管导通时间于半个周期存在失真。uBEtiCUSC /REiCuiibUTtuce(6-10)tQUSC乙类放大的波形关系（2）最大输出功

5、率及效率的计算假设ui为正弦波且幅度足够大，T1、T2导通时均能饱和，此时输出达到最大值。若忽略晶体管的饱和压降，则负载（RL)上的电压和电流分别为：ULMAX =USCI L MAX =USC / RL+USCT1ULMAXiLUL负载上得到的最大功率为：T22USCUSC-USCUSC1.POMAX =RL2RL22(6-11)RLui电源提供的直流平均功率计算：每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为:pUSC sin wtdwt0USCpRLic1 12p=IAV1 =RLUSCpRLIAV2 = IAV2 =USCRLUSC1 =USC2 =USC两个电源提供的总功率为：wt2USC

6、2USCPE =PE1 + PE2 =2 .USC .=pRLpRL2USC2pPOMAX效率为：USC 2h =4 = 78 .5%PEpRL2RL(6-12)（3）电路的改进克服交越失真交越失真的含义当输入信号ui为正弦波时， 输出信号在过零前后出现的 失真便为交越失真。uiw tuo交越失真w tiBiBuBEt交越失真产生的原因在于晶体管特性存在非线性，uiUTtUi IB，则R1 + R2B1U UBER1IBBR2UE合理选择R1、R2大小，B1、B2间便可得到UBE任意倍数的电压。R2-B2(6-16)UBE电压倍增电路电路中增加复合管增加复合管的目的是：扩大电流的驱动能力复合管

7、的构成cic方式 1cibbicibeTb= b1 ib ,ic1ib2 = ie1=(1+b1) ib,T2ic2= b2 ib2,ic=ic1+ic2=b1+b2(1+ b1)ib.e(6-17)1e方式 2ibbeibT1bT2iciccc复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效后晶体管的性能均如下确定：b b1 b2晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。(6-18)uiT1：电压推动级T1、R1、R2：UBE倍增电路T3、T4、T5、T6： 复合管构成的输出级R1T4T2R2T5RLT6输出级中的T4、T6均为NPN型晶体管，两者特性容易对称。-USC(6-19)准互补T1+USCT3OCL准互补输出功放电路6.2.2无输出变压器的互补对称功放电路（OTL电路）（1）特点：+USC单电源供电；输出加有大电容。T1（2）静态时：USC/UCAU令：u= SC2ULiT1、T2特性对称，RL= USCT2UA2= USC 。UC2(6-20)-+C2ui（3）动态时：设输入端在USC /2直流电平基础上加入正弦信号。 USC时，T1导通、T2截止；ui2USC+USC时，T1截止、ui0RLN2Ui 0 时：T1导通、T2 截止，ic1 经变压器耦合给负载，iL的方向由ic1决定。ui 0 时：与上相反。若Ui 为正弦信号，则iL近似为正弦波。输出功率及效率3.分析