第9章 功率放大电路 习题解答.doc

1第 9 章自测题、习题解答自测题 9一、功率放大器和电压放大器没有本质区别，但也有其特殊问题，试简述功率放大器的特点解：功率放大电路与电压放大电路本质上没有区别，功率放大电路既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的不失真的信号功率，功率放大器特点：1.输出功率要大 2.转换效率要高 3.非线性失真要小二、分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“√” ，凡错者在括号内打“×” 1）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大 （ ）（2）功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率 （ ）（3）功率放大器为了正常工作需要在功率管上装置散热片，功率管的散热片接触面是粗糙些好 （ ）（4）当 OCL 电路的最大输出功率为 1W 时，功放管的集电极最大耗散功率应大于1W （ ）（5）乙类推挽电路只可能存在交越失真，而不可能产生饱和或截止失真 （ ）（6）功率放大电路，除要求其输出功率要大外，还要求功率损耗小，电源利用率高 ）（7）乙类功放和甲类功放电路一样，输入信号愈大，失真愈严重，输入信号小时，不产生失真。

（ ）（8）在功率放大电路中，电路的输出功率要大和非线性失真要小是对矛盾 （ ）（9）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是1）都使输出电压大于输入电压；（ ）2）都使输出电流大于输入电流；（ ）3）都使输出功率大于信号源提供的输入功率 （ ）（10）功率放大电路与电压放大电路的区别是1）前者比后者电源电压高；（ ）2）前者比后者电压放大倍数数值大；（ ）3）前者比后者效率高；（ ）4）在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电压大；（ ）（11）功率放大电路与电流放大电路的区别是21）前者比后者电流放大倍数大；（ ）2）前者比后者效率高；（ ）解：⑴×，当输出电压峰值为 0.6Vcc 时，功放管的管耗最大约为最大输出功率的五分之一⑵√，⑶×，功率管的散热片接触面是平面，有利于钝化涂黑，侧边粗糙些好⑷×，最大输出功率与管耗不是 1：1 的关系，而是 5：1 的关系⑸×，功率管也有三种工作状态：放大，饱和，截止，取决于直流电路的情况⑹√，⑺×，甲类功率放大，不论信号多小，都存在失真⑻√，⑼①×、电流放大电路的输出电压不一定大于输入电压②×、电压放大电路的输出电流不一定大于输入电流。

③√，⑽①×、电源电压没有可比性，可以大，相等，也可以小②×、功率放大电路重点在输出功率，电压放大倍数不一定比电压放大电路的放大倍数高③√、④√，⑾①×、功率放大电路重点在输出功率，电流放大倍数不一定比电流放大电路的放大倍数高②√三、功率放大器如图 T9-3 所示，已知各晶体管的 β =50 ， |U BE |=0.6V， UCES =0.5V （ 1 ）说明 R4 和 C2 的作用； （ 2 ）设静态时 |UBE3 |=|UBE2|，试计算各电阻中的静态电流，并确定 R3 的阻值； （ 3 ）在输出基本不失真的情况下，估算电路的最大输出功率 图 T9-3解：（1）R 4提供静态偏压，C 2通交流，习题 99．1 已知电路如图 P9-1 所示，T 1 和 T2 管的饱和管压降│U CES│＝3V，U CC＝15V， RL＝8Ω， 选择正确答案填入空内1）电路中 D1 和 D2 管的作用是消除_________ 3A．饱和失真 B．截止失真 C．交越失真（2）静态时，晶体管发射极电位 UEQ A．大于 0V B．等于 0V C．小于 0V （3）最大输出功率 POM 。

A．约等于 28W B．等于 18W C．等于 9W图 P9-1解：（1）C 乙类功率放大电路存在交越失真，通过 D1,D2 克服交越失真2）B 静态时，由于电路对称， 0EQU(3)C WRPLCScOM98*2)315(2)(9．2 在图 P9-1 所示电路中，已知 VCC＝16V ，R L＝4Ω，T 1 和 T2 管的饱和管压降│U CES│＝2V，输入电压足够大试问：（1）最大输出功率 Pom 和效率 η 各为多少？（2）晶体管的最大功耗 PTmax 为多少？（3）为了使输出功率达到 Pom，输入电压的有效值约为多少？解：（ 1） 最 大 输 出 功 率 和 效 率 分 别 为%8.694πW5.24)(CESLomUR（ 2） 晶 体 管 的 最 大 功 耗 9.42|)|(.02.L2oMTmax RUPCES（ 3） 输 出 功 率 为 Pom 时 的 输 入 电 压 有 效 值V9.2CESi U9.3 在甲类、乙类、甲乙类功放电路中，功放管的导通角分别是多少？解： 甲类功率放大电路功放管的导通角度为 360°， 在一个周期内一直大于 0；乙类共Ci放的导通角度为 180°，只有半个周期大于 0，甲乙类功率放大电路的导通角大于 180°而小于 360°。

9．4 试证明，在理想情况下甲类功放的效率不会超过 50%证明：在理想情况下，忽略晶体管基极回路的损耗，则电源提供的功率为 CQVUIP4甲类功率放大电路在理想情况下的最大输出功率 CQCQomUIIP21在理想情况下，甲类功率放大电路的最大效率%50VomP即甲类功率放大电路的效率不会超过 50%9．5 双电源互补对称电路如图 P9-5 所示，已知电源电压 12 伏，负载电阻 10 欧，输入信号为正弦波求（1）在晶体管 UCES 忽略不计的情况下，负载上可以得到的最大输出功率2）每个功放管上允许的管耗是多少？（3）功放管的耐压又是多少？图 P9-5解：（1） WRUPLCOM2.710*2（2）每个管耗的允许值即为管耗的最大值，即为最大输出功率的五分之一，为 7.2/5=1.44W.(3)双电源互补对称电路在同一时刻只有一个管子导通，所以功放管的耐压为管子的最大管压降 VUCCE24max9.6 在图 P9-6 所示电路中，已知二极管的导通电压 UD＝0.7V，晶体管导通时的│U BE│＝0.7V，T 2 和 T4 管发射极静态电位 UEQ＝0V 试问：（1）T 1、T 3 和 T5 管基极的静态电位各为多少？（2）设 R2＝10kΩ，R 3＝100Ω 。

若 T1 和 T3 管基极的静态电流可忽略不计，则 T5 管集电极静态电流为多少？静态时 UI＝？（3）若静态时 iB1＞i B3，则应调节哪个参数可使 iB1＝i B2？如何调节？（4）电路中二极管的个数可以是1、2、3、4 吗？你认为哪个最合适？为什么？解：（ 1） T1、 T3 和 T5 管 基 极 的 静 态 电 位 分 别5为V, V V 4.1||21BEU7.0||3BEBU3.17)8(5BEU图 P9-6（ 2） 静 态 时 T5 管 集 电 极 电 流 和 输 入 电 压 分 别 为V3.17mA6B5I2CQuR（ 3） 若 静 态 时 iB1＞ iB3， 则 应 增 大 R3 4） 采 用 如 图 所 示 两 只 二 极 管 加 一 个 小 阻 值 电 阻 合 适 ， 也 可 只 用 三 只 二 极管 这 样 一 方 面 可 使 输 出 级 晶 体 管 工 作 在 临 界 导 通 状 态 ， 可 以 消 除 交 越 失 真 ； 另 一方 面 在 交 流 通 路 中 ， D1 和 D2 管 之 间 的 动 态 电 阻 又 比 较 小 ， 可 忽 略 不 计 ， 从 而 减小 交 流 信 号 的 损 失 。

9.7 在图 P9-6 所示电路中，已知 T2 和 T4 管的饱和管压降│U CES│＝2V ，静态时电源电流可忽略不计试问负载上可能获得的最大输出功率 Pom 和效率 η 各为多少？解：最 大 输 出 功 率 和 效 率 分 别 为%8.694πW42)(CESL2ComURP9.8 为了稳定输出电压，减小非线性失真，请通过电阻 Rf 在图 T9-6 所示电路中引入合适的负反馈；并估算在电压放大倍数数值约为 10 的情况下，R F 的取值解 ： 应 引 入 电 压 并 联 负 反 馈 ， 由 输 出 端 经 反 馈 电 阻 Rf 接 T5 管 基 极 ， 如 解 图P9.8 所 示 在 深 度 负 反 馈 情 况 下 ， 电 压 放 大 倍 数 10f1ffuuARR1＝ 1 kΩ ， 所 以 Rf ≈ 10 kΩ 9.9 估算图 P9-6 所示电路 T2 和 T4 管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗解 ： 功 放 管 的 最 大 集 电 极 电 流 、 最 大 管 压 降 、最 大 功 耗 分 别 为6W12.0V3.5A40LCTmaxESCELCaxRUPI9.10 在图 P9-10 所示电路中，已知 UCC＝15V，T 1 和 T2 管的饱和管压降│U CES│＝2V，输入电压足够大。

求解：（1）最大不失真输出电压的有效值； （2）负载电阻 RL 上电流的最大值；（3）最大输出功率 Pom 和效率 η 解：（1）最大不失真输出电压有效值V65.82)(CESL4omUU（ 2） 负 载 电 流 最 大 值A3.1L4CESLmaxRi图 P9-10（ 3） 最 大 输 出 功 率 和 效 率 分 别 为%644πW35.92CESLomUPR9.11 在图 P9-10 所示电路中，R 4 和 R5 可起短路保护作用试问：当输出因故障而短路时，晶体管的最大集电极电流和功耗各为多少？解：当 输 出 短 路 时 ， 功 放 管 的 最 大 集 电 极 电 流 和 功 耗 分 别 为W46πA22CTmaxESaRUPi9.12 在图 P9-12 所示电路中，已知 UCC＝15V，T 1 和 T2 管的饱和管压降│U CES│＝1V，集成运放的最大输出电压幅值为±12V ，二极管的导通电压为 0.7V7图 P9-10（1）若输入电压幅值足够大，则电路的最大输出功率为多少？（2）为了提高输入电阻，稳定输出电压，且减小非线性失真，应引入哪种组态的交流负反馈？画出图来。

3）若 Ui＝0.1V 时，输出电压为 5V，则反馈网络中电阻的取值约为多少？解 ： （ 1） 输 出 电 压 幅 值 和 最 大 输 出 功 率 分 别 为W6.10)2(V13LOmaxoRuP（ 2） 应 引 入 电 压 串 联 负 反 馈 ， 电 路 如 解 图 P9.10 所 示 3） 在 深 度 负 反 馈 条 件 下 ， 电 压 放 大 倍 数 为50 1ofoiuiu UARUAR1＝ 1 kΩ ， 所 以 Rf ≈ 49 kΩ 9.13 OTL 电路如图 P9-13 所示 （1）为了使得最大不失真输出电压幅值最大，静态时 T2和 T4 管的发射极电位应为多少？若不合适，则一般应调节哪个元件参数？（2）若 T2 和T4 管的饱和管压降│U CES│＝ 2.5V，输入电压足够大，则电路的最大输出功率 Pom 和效率η 各为多少？（3）T 2 和 T4 管的 ICM、U （BR ）CEO 和 PCM 应如何选择？8图 P9-13解 ： （ 1） 射 极 电 位 UE＝ VCC /2＝ 12V； 若 不 合 适 ， 则 应 调 节 R2 2） 最 大 输 出 功 率 和 效 率 分 别 为%9.58214W06.2)(CESL2CESomURP（ 3） T2 和 T4 管 ICM、 U（ BR） CEO 和 PCM 的 选 择 原 则 分 别 为W82.1π)(V4A5.L2CMBR)EOLP＞ ＞。