模拟电子技术 第九章 功率放大电路(new).ppt

1、第九章 功率放大电路,模拟电子技术 电 子 教 案 沈阳工业大学 电子技术教研室,第九章 功率放大电路,第九章 功率放大电路,第九章 功率放大电路,目 录,第一节 功放的基本概念 第二节 OCL型乙类功放计算 第三节 集成功率放大器,第九章 功率放大电路,概 述,功率放大器是电子设备中是不可少的单元电路， 因此需要重点掌握。 教学要求 掌握功放基本概念 掌握功放电路参数；会选择功放管,目录,第九章 功率放大电路,第一节 功放的基本概念,一、什么是功率放大器 1.是一个能够供给负载足够功率，控制它工作的放大器 2.是一个能量转换器，即将直流电源能量转换为交流 能量 3.在结构上功放电路通常处于电

2、子设备末级,目录,第九章 功率放大电路,二、功放技术指标及主要特点 1.主要技术指标 输出功率Po：不是质量指标，所需数值按需而定 效率：=PO/PDC PO输出的正弦交流功率 PDC直流电源供给的功率 1，其值表明功放损耗大小的。 越大越好，大表明经济指标好 非线性失真系数THD 对其大小要求视功放用途而定 如：音响设备 THD0.1,目录,第一节 功放的基本概念,第九章 功率放大电路,2.对功放的基本要求 在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大，即输出功率尽可能大。 效率尽可能高，因而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。 通常要求具有低输出电阻,第一节 功

3、放的基本概念,第九章 功率放大电路,3.功放管的工作特点 功放的Po是由BJT（称功放管功率管）提供的。 大信号工作，尽限运用 尽限运用是指： 功放管的工作电流Ic接近于ICM 电压Uce接近于U(BR)CEO 损耗功率Pc接近于PCM 电流幅值最大时，处于临界饱合状态 功放管易损坏易失真 因工作电流和电压大,目录,第一节 功放的基本概念,第九章 功率放大电路,三、功放类型 1.从功放管的工作状态分 甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态 效率最低 2) 乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态 效率最高 3) 甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态 效率居中 2.从

4、工作频谱分 ： 低频功放 高频功放 宽带功放 脉冲功率放大器,目录,第一节 功放的基本概念,第九章 功率放大电路,3. 制做工艺分： 分立件功放 集成功放 4.从构成方式分： 变压器耦合：单电源供电，笨重，效率低，低频特性差。 OCL型 ：双电源供电，效率高，低频特性好。 OTL型：单电源供电，低频特性差。 BTL型：单电源供电，低频特性好；双端输入双端输出。,第一节 功放的基本概念,第九章 功率放大电路,一、对输出级的要求,互补输出级是直接耦合的功率放大电路。,输入为零时输出为零,第二节 OCL型乙类功放计算,最大不失真输出电压最大,负载电阻上无直流功耗；,双电源供电时Uom的峰值接近电源电

5、压。 单电源供电Uom的峰值接近二分之一电源电压。,射极输出形式,静态工作电流小,直流功耗小,带负载能力强,第九章 功率放大电路,二、基本电路,静态时T1、T2均截止，UB= UE=0,1、特征：T1、T2特性理想对称。,2、静态分析,T1的输入特性,理想化特性,第二节 OCL型乙类功放计算,第九章 功率放大电路,3、动态分析,ui正半周，电流通路为 +VCCT1RL地， uo = ui,两只管子交替工作，两路电源交替供电，双向跟随。,ui负半周，电流通路为 地 RL T2 -VCC， uo = ui,第二节 OCL型乙类功放计算,第九章 功率放大电路,4、交越失真,消除失真的方法： 设置合适

6、的静态工作点。,信号在零附近两只管子均截止,开启电压,第二节 OCL型乙类功放计算,第九章 功率放大电路,三、消除交越失真的互补输出级,1. 对偏置电路的要求：有合适的Q点，且动态电阻尽可能小，即动态信号的损失尽可能小。 2. 如果信号为零时两只管子处于临界导通或微导通，那么当有信号输入时两只管子中至少有一个导通，因而消除了交越失真。 3. 二极管导通时，对直流电源的作用可近似等效为0.60.8V的一个直流电池，对交流信号的作用可等效为一个数值很小的动态电阻。,第二节 OCL型乙类功放计算,第九章 功率放大电路,消除交越失真的互补输出级,第二节 OCL型乙类功放计算,第九章 功率放大电路,四、

7、准互补输出级,为保持输出管的良好对称性，输出管为同类型晶体管。,第二节 OCL型乙类功放计算,第九章 功率放大电路,五、互补输出级的分析估算,求解输出功率和效率的方法:,然后求出电源的平均功率，,效率,1、输出功率,在已知RL的情况下，先求出Uom，则,第二节 OCL型乙类功放计算,第九章 功率放大电路,2、效率,第二节 OCL型乙类功放计算,第九章 功率放大电路,3、晶体管的极限参数,PT对UOM求导，并令其为0，可得,在输出功率最大时，因管压降最小，故管子损耗不大；输出功率最小时，因集电极电流最小，故管子损耗也不大。,管子功耗与输出电压峰值的关系为,第二节 OCL型乙类功放计算,第九章 功率放大电路,因此，选择晶体管时，其极限参数,将UOM代入PT的表达式，可得,第二节 OCL型乙类功放计算,第九章 功率放大电路,第三节 集成