南理工模电课件6-4
主要内容链接,6.4 功率放大电路 1. 概 述 2. 乙类双电源互补对称功率放大电路 3. 甲乙类互补对称功率放大电路,6.4 功率放大电路（教材5.15.3节内容）,功率放大电路的主要作用是向负载提供不失真(或失真最小)的足够大的功率，它和一般放大电路相比最主要的特点是：晶体管处于大信号工作状态(输入、输出信号都很大)。,1. 概 述,(1) 功率放大电路的特殊问题 功放管处于大信号工作状态，甚至接近极限运用状态，因此对电路的分析应采用图解法； 功放电路的效率应尽可能高，以降低直流电源的功率损耗； 功放电路不可避免地存在一定的非线性失真，但应确保非线性失真被限制在允许的范围内； 对于功放电路还应考虑散热问题以及功放管在大电压、大电流状态下的损坏和保护问题。,三极管的工作状态和 功率放大电路提高效率的途径,三极管根据导通时间分为四种工作状态： 甲类：管子的导通时间为输入信号的一个周期(导通角为360) 甲乙类：管子导通时间超过输入信号的半个周期(导通角为180 360) 乙类：管子导通时间为输入信号的半个周期 (导通角为180 ) 丙类：管子导通时间小于输入信号的半个周期(导通角为0 180),(a) 甲类放大,甲类放大： 一个信号周期内iC0 缺点：效率低,为了提高 ，可以降低电路的静态工作点，以使IC减小,(b) 甲乙类放大和乙类放大,甲乙类放大：一个信号周期内有半个周期以上iC0,乙类放大： 一个信号周期内只有半个周期iC0,甲乙类、乙类放大电路虽然提高了效率，但输出波形都产生了严重失真，因此需采用特殊的电路结构以调整输出波形。,2. 乙类双电源互补对称功率放大电路,(1) 电路组成和工作原理,信号处于正半周时： T1导通、T2截止,信号处于负半周时： T1截止、T2导通,整个信号周期内T1、T2轮流导通，组成推挽式电路。,由于两个管子互补对方的不足，工作性能对称，并由双电源供电，所以称这种电路为双电源互补对称电路。 又由于其输出端不含电容，该电路又称为双电源OCL电路。,(2) 电路的分析与计算,(a) 电路的图解分析 . 静态情况分析,. 动态情况分析,信号处于正半周：,(b) 电路的计算,. 输出功率Po,功率 三角形,. 管耗PT,. 直流电源提供的功率PV,. 效率,管子的PCM要大于PT1m0.2Pom 管子的|V(BR)CEO|要大于2VCC 管子的ICM要大于VCC/RL,(3) 功率BJT的选择,总 结,总 结,3. 甲乙类互补对称功率放大电路,当输入信号|vi|小于三极管的门坎电压，T1、T2均截止，负载电阻上既无电流也无电压，输出波形在正负半周交界处产生非线性失真，称为交越失真。,(1) 甲乙类双电源互补对称电路,静态时： VB1 VB21.4V，T1、T2均导通，但IB1、IB2电流都较小，故Q点较低； 电路结构对称，所以IC1IC2，即静态时RL上的输出电流和电压为零； |VCE1| |VCE2| VCC 动态时：电路分析同前,静态时： 忽略IB4电流，则： VCE4VBE4(1+R1/R2)，可认为VBE4为恒定值，所以调节R1、R2的比值，就可改变T1、T2管的偏压值。 动态时：电路分析同前,(2) 甲乙类单电源互补对称电路,(a) 基本电路及工作原理,静态时： 通过调节R1、R2 使： VKVCC/2 故电容C两端具有直流压降： VC VCC/2,动态时：电容C会有充放电问题，但C值很大(几百微法)其充放电时间常数远远大于信号周期，所以认为：vC在整个信号周期内维持 VCC/2不变,vi的负半周，T1导通， vi的正半周，T2导通；由于vCVCC/2，所以电路同双电源电路类似，只不过双电源的值为VCC/2,(b) 电路存在的问题,理想情况下： 在信号负半周vK的最大值等于VCC，但实际中由于Rc3上的压降以及vBE1的存在， vK的最大值比VCC小很多。意味着输出电压的最大值比VCC/2小很多,(c) 自举电路的作用,(3) 复合管在功放电路中的应用,例 题 1,如图所示的电路中， VCEQ=5V，ICQ20mA，输入信号vi为正弦波。计算RL上的最大输出功率Pom和此时的值。,例 题 2,图中为一单电源互补功率放大电路， 设vi为正弦波，RL8，管子的VCES和交越失真均忽略不计，试计算Pom9W时的VCC值。(220页，5.3.1),功放电路的效率,PV：直流电源提供的功率 PT：三极管消耗的功率 Po：电路的输出功率，即电路提供给负载电阻的功率,返回,作 业,221页：5.3.4 5.3.5 5.3.8(注意T为锗管),220页：5.2.2 5.2.4,
