互补对称式功率放大电路.ppt

1 1第二节 互补对称式功率放大电路第二节第二节 互补对称式功率放大电路互补对称式功率放大电路电路的组成和工作原理电路的组成和工作原理电路的组成和工作原理电路的组成和工作原理互补对称电路主要参数的估算互补对称电路主要参数的估算互补对称电路主要参数的估算互补对称电路主要参数的估算下页下页总目录总目录2021/3/101讲解：XX2 2第二节 互补对称式功率放大电路一、 电路组成和工作原理1. 1. OTLOTL乙类互补对称电路乙类互补对称电路乙类互补对称电路乙类互补对称电路R R1 1 和和和和 R R2 2确定放大电路的确定放大电路的确定放大电路的确定放大电路的静态电位静态电位静态电位静态电位2 2 V VCCCC调整调整调整调整R R1 1 和和和和 R R2 2的值，使静态时的值，使静态时的值，使静态时的值，使静态时两管的发射极电位为两管的发射极电位为两管的发射极电位为两管的发射极电位为2 2 V VCCCC电容电容电容电容C C2 2两端的电压也等于两端的电压也等于两端的电压也等于两端的电压也等于动态时电容两端的电压保持动态时电容两端的电压保持动态时电容两端的电压保持动态时电容两端的电压保持0.50.5V VCCCC的数值基本不变。

的数值基本不变的数值基本不变的数值基本不变R R2 2+ +R R1 1+ +V VCCCCC C2 2- -VTVT1 1NPNNPNu ui iu uo oVTVT2 2PNPPNPR RL LOTLOTL乙类互补对称电路乙类互补对称电路乙类互补对称电路乙类互补对称电路C C1 1+ +下页下页上页上页首页首页2021/3/102讲解：XX3 3第二节 互补对称式功率放大电路o ot ti ic1c1o ot ti ic2c2o ot ti iL Lo ot tu ui i交越失真交越失真交越失真交越失真i ic1c1i ic2c2i iL Lu ui i > > 0 0时时时时VTVT1 1导通导通导通导通VTVT2 2截止u ui i < < 0 0时时时时VTVT2 2导通导通导通导通VTVT1 1截止i iL L = = i iC1C1 – – i iC2C2下页下页上页上页R R2 2+ +R R1 1+ +V VCCCCC C2 2- -VTVT1 1NPNNPNu ui iu uo oVTVT2 2PNPPNPR RL LC C1 1+ +首页首页动画动画2021/3/103讲解：XX4 4第二节 互补对称式功率放大电路2. 2. OTLOTL甲乙类互补对称电路甲乙类互补对称电路甲乙类互补对称电路甲乙类互补对称电路i iC1C1i iC2C2i iL Li iB1B1i iB2B2R R 、、、、VDVD1 1和和和和VDVD2 2为两为两为两为两管提供了静态基极管提供了静态基极管提供了静态基极管提供了静态基极电流电流电流电流I IB1B1和和和和I IB2B2避免了避免了避免了避免了u ui i较小时两管同时截止较小时两管同时截止较小时两管同时截止较小时两管同时截止减小了交越失真。

减小了交越失真减小了交越失真减小了交越失真i iC1C1 和和和和 i iC2C2不为零，不为零，不为零，不为零，静态时为零静态时为零静态时为零静态时为零下页下页上页上页R R2 2R R1 1u ui i+ ++ +V VCCCCC C1 1- -VTVT1 1NPNNPNu uo oVTVT2 2PNPPNP2 2V VCCCCR RL LVDVD1 1VDVD2 2b b1 1b b2 2R R+ +首页首页2021/3/104讲解：XX5 5第二节 互补对称式功率放大电路O Ot ti iC1C1O Ot ti iC2C2O Ot ti iL LOTLOTL甲乙类互补对称电路的波形图甲乙类互补对称电路的波形图甲乙类互补对称电路的波形图甲乙类互补对称电路的波形图O Ot tu ui i下页下页上页上页R R2 2R R1 1u ui i+ ++ +V VCCCCC C1 1- -VTVT1 1NPNNPNu uo oVTVT2 2PNPPNP2 2V VCCCCR RL LVDVD1 1VDVD2 2b b1 1b b2 2R R+ +i iC1C1i iC2C2i iL L首页首页仿真仿真2021/3/105讲解：XX6 6第二节 互补对称式功率放大电路U Ucem cem = = V VCCCC - - U UCESCES 静态时静态时静态时静态时 U UCE1 CE1 = = + +V VCC CC , , U UCE2 CE2 = = - -V VCC CC 。

下页下页上页上页OCL甲乙类互补对称输出级甲乙类互补对称输出级- -V VCCCCR R2 2R R1 1u ui i+ +V VCCCCVTVT1 1NPNNPNu uo oVTVT2 2PNPPNPR RL LVDVD1 1VDVD2 2b b1 1b b2 2R Ri iC1C1i iC2C2i iL L3. 3. OCLOCL甲乙类互补对称电路甲乙类互补对称电路甲乙类互补对称电路甲乙类互补对称电路OCLOCL电路省去了大电容，即改电路省去了大电容，即改电路省去了大电容，即改电路省去了大电容，即改善了低频响应，又有利于实现善了低频响应，又有利于实现善了低频响应，又有利于实现善了低频响应，又有利于实现集成化，应用更为广泛集成化，应用更为广泛集成化，应用更为广泛集成化，应用更为广泛首页首页仿真仿真2021/3/106讲解：XX7 7第二节 互补对称式功率放大电路下页下页上页上页OCLOCL电路存在的主要问题：电路存在的主要问题：电路存在的主要问题：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，两个三极管的发射极直接连到负载电阻上，两个三极管的发射极直接连到负载电阻上，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，如果静态工作点失调或电路内元器件损坏，如果静态工作点失调或电路内元器件损坏，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，将造成一个较大的电流长时间流过负载，将造成一个较大的电流长时间流过负载，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。

可能造成电路损坏可能造成电路损坏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，为了防止出现此种情况，实际使用的电路中，为了防止出现此种情况，实际使用的电路中，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常常在负载回路接入熔断丝作为保护措施常常在负载回路接入熔断丝作为保护措施常常在负载回路接入熔断丝作为保护措施首页首页2021/3/107讲解：XX8 8第二节 互补对称式功率放大电路u ui i > > 0 0时工作点沿时工作点沿时工作点沿时工作点沿QAQA上移u ui i < < 0 0时工作点沿时工作点沿时工作点沿时工作点沿QBQB下移U Ucemcem= = V Vcccc - - U UCESCES若若若若VTVT1 1、、、、VTVT2 2对称对称对称对称下页下页上页上页-u-uCE2CE2Q Qi iC C1 1O Oi iC C2 2u uCE1CE1A AO OB B OCL互补电路的图解法互补电路的图解法I Icm1cm1I Icm2cm2U Ucem1cem1U UCESCESV VCCCC二、 互补对称电路主要参数的估算1. OCL1. OCL互补对称电路主要参数的估算互补对称电路主要参数的估算互补对称电路主要参数的估算互补对称电路主要参数的估算首页首页2021/3/108讲解：XX9 9第二节 互补对称式功率放大电路U Ucem cem = = V VCCCC - - U UCESCES P Pom om ≈ ≈ 2 2R RL LV V2 2CCCCP Pomom = = = =2 21 1R RL LU U2 2cemcem2 21 1R RL L( (V VCCCC – – U UCESCES) )2 2下页下页上页上页（（（（1 1）最大输出功率）最大输出功率）最大输出功率）最大输出功率当满足条件当满足条件当满足条件当满足条件U UCES CES <<<

之比当忽略饱和管压降当忽略饱和管压降当忽略饱和管压降当忽略饱和管压降U UCES CES 时，时，时，时，OCLOCL乙类和甲乙类互补乙类和甲乙类互补乙类和甲乙类互补乙类和甲乙类互补对称电路的效率为对称电路的效率为对称电路的效率为对称电路的效率为如果考虑三极管的饱和管压降如果考虑三极管的饱和管压降如果考虑三极管的饱和管压降如果考虑三极管的饱和管压降U UCES CES ，则，则，则，则OCLOCL乙类和乙类和乙类和乙类和甲乙类互补对称电路的效率将低于此值甲乙类互补对称电路的效率将低于此值甲乙类互补对称电路的效率将低于此值甲乙类互补对称电路的效率将低于此值首页首页2021/3/1010讲解：XX1111第二节 互补对称式功率放大电路下页下页上页上页（（（（3 3）功率三极管的极限参数）功率三极管的极限参数）功率三极管的极限参数）功率三极管的极限参数在在在在OCLOCL互补对称电路中，流过三极管的最大集电极互补对称电路中，流过三极管的最大集电极互补对称电路中，流过三极管的最大集电极互补对称电路中，流过三极管的最大集电极电流为电流为电流为电流为：：：：▼ ▼ 集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流I ICMCM因此选择功率三极管时，其集电极最大允许电流应为：因此选择功率三极管时，其集电极最大允许电流应为：因此选择功率三极管时，其集电极最大允许电流应为：因此选择功率三极管时，其集电极最大允许电流应为：首页首页2021/3/1011讲解：XX1212第二节 互补对称式功率放大电路下页下页上页上页在在在在OCLOCL互补对称电路中，两个三极管的集电极电压互补对称电路中，两个三极管的集电极电压互补对称电路中，两个三极管的集电极电压互补对称电路中，两个三极管的集电极电压之和等于之和等于之和等于之和等于2 2V VCCCC，即，即，即，即▼ ▼ 集电极最大允许反向电压集电极最大允许反向电压集电极最大允许反向电压集电极最大允许反向电压U U(BR)CEO(BR)CEO当当当当VTVT2 2导电时，导电时，导电时，导电时， VTVT1 1截止，此时截止，此时截止，此时截止，此时VTVT1 1的集电极承的集电极承的集电极承的集电极承受反向电压。

当受反向电压当受反向电压当受反向电压当VTVT2 2饱和时，饱和时，饱和时，饱和时， VTVT1 1的集电极电压的集电极电压的集电极电压的集电极电压达到最大，此时：达到最大，此时：达到最大，此时：达到最大，此时：或或或或因此，功率三极管的集电极最大允许反向电压应为因此，功率三极管的集电极最大允许反向电压应为因此，功率三极管的集电极最大允许反向电压应为因此，功率三极管的集电极最大允许反向电压应为首页首页2021/3/1012讲解：XX1313第二节 互补对称式功率放大电路当忽略三极管的管压降时，当忽略三极管的管压降时，当忽略三极管的管压降时，当忽略三极管的管压降时，P PTmTm = 0.2 = 0.2 P Pomom 下页下页上页上页在在在在OCLOCL互补对称电路中，直流电源提供的功率互补对称电路中，直流电源提供的功率互补对称电路中，直流电源提供的功率互补对称电路中，直流电源提供的功率P PV V，，，，一部分转换成输出功率一部分转换成输出功率一部分转换成输出功率一部分转换成输出功率P Po o传送给负载，另一部分则传送给负载，另一部分则传送给负载，另一部分则传送给负载，另一部分则消耗在三极管内部，成为三极管的耗散功率消耗在三极管内部，成为三极管的耗散功率消耗在三极管内部，成为三极管的耗散功率消耗在三极管内部，成为三极管的耗散功率P PT T ，使，使，使，使管子发热。

管子发热管子发热管子发热▼ ▼ 集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率P PCMCM当集电极输出电压的峰值当集电极输出电压的峰值当集电极输出电压的峰值当集电极输出电压的峰值U UOMOM ≈0.6≈0.6 V VCCCC时，三极管时，三极管时，三极管时，三极管的功率损耗达到最大，即的功率损耗达到最大，即的功率损耗达到最大，即的功率损耗达到最大，即P PT T= = P PTmTm 此时，每个三此时，每个三此时，每个三此时，每个三极管的最大管耗为极管的最大管耗为极管的最大管耗为极管的最大管耗为: : 因此，在选择功率三极管时应满足，因此，在选择功率三极管时应满足，因此，在选择功率三极管时应满足，因此，在选择功率三极管时应满足，P PCMCM > 0.2 > 0.2 P Pomom 首页首页2021/3/1013讲解：XX1414第二节 互补对称式功率放大电路U Ucemcem= - = - 2 2V VccccU UCESCES若若若若VTVT1 1、、、、VTVT2 2对称对称对称对称下页下页上页上页-u-uCE2CE2Q Qi iC C1 1O Oi iC C2 2u uCE1CE1A AO OB B OTL互补对称电路的图解法互补对称电路的图解法I Icm1cm1I Icm2cm2U Ucem1cem1U UCESCESV VCCCC交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线2. OTL2. OTL互补对称电路主要参数的估算互补对称电路主要参数的估算互补对称电路主要参数的估算互补对称电路主要参数的估算2 2首页首页2021/3/1014讲解：XX1515第二节 互补对称式功率放大电路P Pomom = = U Ucem cem I Icmcm= =2 21 12 21 1R RL LU U2 2cemcemP Pom om ≈ ≈ 8 81 1R RL LV V2 2CCCCP PV V = = × × I Icmcmsinsinωtd(ωt)ωtd(ωt)2 2V VCCCCπ π1 1π π0 0p pomomp pv vη η = = ≈ = = ≈ = = 78.5%78.5%8 81 1R RL LV V2 2CCCC2π2πR RL LV V2 2CCCC4 4π π2 21 1R RL L( (V VCCCC/ / 2 2 – – U UCESCES) )2 2= =若满足若满足若满足若满足U UCESCES <<<<2 2V VCCCC2π2πR RL LV V2 2CCCC≈ ≈ π πV VCCCCI Icmcm= =下页下页上页上页（（（（1 1）最大输出功率）最大输出功率）最大输出功率）最大输出功率（（（（2 2）效率）效率）效率）效率首页首页2021/3/1015讲解：XX1616第二节 互补对称式功率放大电路下页下页上页上页（（（（3 3）功率三极管的极限参数）功率三极管的极限参数）功率三极管的极限参数）功率三极管的极限参数▼ ▼ 集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流I ICMCM▼ ▼ 集电极最大允许反向电压集电极最大允许反向电压集电极最大允许反向电压集电极最大允许反向电压U U(BR)CEO(BR)CEOP PTmTm = 0.2 = 0.2 P Pomom ▼ ▼ 集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率P PCMCMP PCMCM > 0.2 > 0.2 P Pomom 首页首页2021/3/1016讲解：XX1717第二节 互补对称式功率放大电路ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶体管的工作状态晶体管的工作状态晶体管的工作状态晶体管的工作状态甲类工作状态甲类工作状态甲类工作状态甲类工作状态晶体管在输入信号晶体管在输入信号的整个周期都导通的整个周期都导通静态静态IC较大，波形好较大，波形好, 管耗大效率低。

管耗大效率低乙类工作状态乙类工作状态乙类工作状态乙类工作状态晶体管只在输入信号晶体管只在输入信号的半个周期内导通，的半个周期内导通， 静态静态IC=0，波形严重失，波形严重失真真, 管耗小效率高管耗小效率高甲乙类工作状态甲乙类工作状态甲乙类工作状态甲乙类工作状态晶体管导通的时间大于半晶体管导通的时间大于半个周期，静态个周期，静态IC  0，一般，一般功放常采用功放常采用下页下页上页上页首页首页2021/3/1017讲解：XX1818第二节 互补对称式功率放大电路上页上页首页首页课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习2021/3/1018讲解：XX感谢您的阅读收藏，谢谢！2021/3/1019。