模拟电子技术基础-第8章功率放大电路课件.ppt
第五章 功率放大电路,武汉理工大学信息工程学院电子技术基础课程组,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5 功率放大电路,本章主要内容引言5.1 功率放大电路的一般问题5.2 乙类双电源互补对称功率放大器5.3 甲乙类互补对称功率放大器5.4 集成功率放大器5.5 功率器件,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.1功率放大电路的一般问题,本节主要内容1.功率放大电路的特点及主要研究对象2.功率放大电路提高效率的主要途径,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.1功率放大电路的一般问题,功率放大电路:要求获得一定的不失真的输出功率。,电压放大电路:要求负载得到不失真的电压信号。,通常在大信号下工作，一般采用图解法进行分析。,讨论的问题是：要求输出功率尽可能大。效率要高。非线性失真要小。功率管的散热问题,功率大Vo、Io大发热,讨论的主要指标：电压增益（v），输入、输出电阻（Ri,Ro）输出功率不一定大。分析方法：小信号模型分析法,1.功率放大电路的特点及主要研究对象,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.1功率放大电路的一般问题,在一周期内ic 0，最大效率50,2.功率放大电路提高效率的主要途径,O,O,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,放大电路的三种工作状态,甲乙类放大,在一周期内有半个周期以上ic 0,O,O,5.1功率放大电路的一般问题,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,乙类放大,放大电路的三种工作状态,在一周期内只有半个周期ic 0，最大效率78.5,ICQ,ic,t,虽然提高了效率，但出现了严重的波形失真，需要改进电路既不失真，又要高效率,O,O,5.1功率放大电路的一般问题,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,输出功率 Po,管耗PT,5.2.1 电路组成,5.2.2 分析计算,5.2.3 BJT的选择,电源供给的功率PV,效率,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,最大管耗和最大输出功率的关系,功率BJT的选择,电路组成,工作原理,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,5.2.1 电路组成,1)T1:NPN，T1:PNP,2)+VCC:正电源，-VCC:正电源,3)vi:输入，-vo:输出,电路组成:,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,1)vi=0 时，为静态,2)vi正半周时，T1导通,T2截止,电路工作原理:,3)vi负半周时，T2导通，T1截止,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,5.2.2 分析计算,（1）输出功率 Po（为有效值）,当管子饱和导通时，Vom=Vcc-VCES Vcc,最大输出功率 Pomax,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,（2）管耗PT,单个管子在一个周期内的平均管耗,两管管耗,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,（3）电源供给的功率 PV,（4）效率,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,5.2.3功率BJT的选择,1.最大管耗和最大输出功率的关系,管耗PT1是输出电压幅值Vom的函数（用求极值的方法求解）,则每管最大管耗和电路的最大输出功率具有如下的关系：,PT1m0.2Pom20Pom,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,要得到最大输出功率，BJT的参数必须满足下列条件：,每只BJT的最大允许管耗必须大于PT1m02Pom；,考虑到当T2导通时，VCES20,此时VCE1具有最大值，且等于2VCC。因此，应选用V（BR）CEO2VCC的管子；,通过 BJT 的最大集电极电流为 VCC/RL，所选 BJT 的 ICM 一般不宜低于此值。,2.功率BJT的选择,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,功放电路如图所示，设VCC=12V，RL=8，BJT的极限参数为ICM=2A，V（BR）CEO=30V，PCM=5W。试求：最大输出功率Pom值，并检验所给BJT是否能安全工作？放大电路在=0.6 时的输出功率Po值。,例521,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,解：求Pom，并检验BJT的安全工作情况,通过BJT的最大集电极电流,最大管耗,BJTc、e极间的最大压降,iCm=Vcc/RL=12V/8=1。5A,vCEm=2VCC=24V,PT1m 0。2Pom=0。2 9W=1。8W,所求iCm、vCEm 和 PT1m，均分别小于极限参数ICM、V（BR）CEO 和 PCM，故BJT能安全工作。,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,求=0。6时的 Po 值,Vom=4Vcc/=0。6 4 12V/=9。2V,=9。22/8/2=5。3V,故可得到,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.3 甲乙类互补对称功率放大器,一.问题的提出,二.克服交越失真的措施,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.3 甲乙类互补对称功率放大器,一。问题的提出,死区电压,交越失真,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.3 甲乙类互补对称功率放大器,二、克服交越失真的措施,5.3.1 甲乙类双电源互补对称电路,5.3.2 甲乙类单电源互补对称电路,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.3.1 甲乙类双电源互补对称电路,1.利用二极管进行偏置的双电源互补对称电路,T3组成前置放大级，T1.T2组成互补输出级,静态时，在D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。,有信号时，工作在甲乙类，基本实现线性放大,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,只要适当调节R1、R2的比值，就可改变T1、T2的偏压值,2。利用uBE扩大电路进行偏置的双电源互补对称电路,流入T4的基极电流远小于流过R1、R2的电流,UCE4=UBE4（R1+R2）/R2,ic1,ic2,5.3.1 甲乙类双电源互补对称电路,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.3.2 甲乙类单电源互补对称电路,1.单电源基本(乙类)互补对称电路,信号负半周时，T1导通，C充电,信号正半周时，T2导通，C放电。,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,2.采用一个电源的互补对称偏置电路,T3组成前置放大级，T1.T2组成互补输出级,5.3.2 甲乙类单电源互补对称电路,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,5.3 甲乙类互补对称功率放大器,作业：5.2.2 5.3.15.3.3,
