模拟电子技术基础功率放大电路.ppt
第9章 功率放大电路,9.1 功率放大电路概述,9.2 互补功率放大电路,9.1 功率放大电路概述,1.性能指标：输出功率和效率。若已知最大不失真输出电压的有效值Uom，则可得Pom。,最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。2.分析方法：因大信号作用，晶体管的非线性不可忽略，故应采用图解法。,一、功率放大电路研究的问题,9.1 功率放大电路概述,、概述,3.晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。在功放中，晶体管集电极电流的最大值接近最大集电极电流ICM，管压降的最大值接近c-e反向击穿电压U(BR)CEO，集电极消耗功率的最大值接近集电极最大耗散功率PCM。称为工作在尽限状态。,二、对功率放大电路的要求,1.输出功率尽可能大:即在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大。2.效率尽可能高:即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。,三、晶体管的工作方式,1.甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态2.乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态3.甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态,电源的功率，,最大输出功率,效率,9.1.2 功率放大器的组成,一、为什麽共射放大电路不宜用作功率放大器,二、变压器耦合功率放大电路,电源的功率，(忽略基极电流),最大输出功率,效率,乙类推挽电路,信号的正半周T1导通、T2截止；负半周T2导通、T1截止。两只管子交替工作，称为“推挽”。设 为常量，则负载上可获得正弦波。输入信号越大，电源提供的功率也越大。,希望输入信号为零时，电源不提供功率。,三.无输出变压器的功率放大器电路（OTL 电路）,输入电压的正半周：VCCT1CRL地 C 充电。,输入电压的负半周：C 的“”T2地RL C“”C 放电。,因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，故选用OTL电路。,（1）,（2）动态时,C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。OTL电路低频特性差。,课程回顾,若已知最大不失真输出电压的有效值Uom，则可得Pom。,一、最大不失真输出功率,二、效率,若直流电源提供的平均功率为PV，则功率放大电路的效率为：,三.无输出变压器的功率放大器电路（OTL 电路）,四.无输出电容的功率放大器（OCL电路）,输入电压的正半周：VCCT1RL地,输入电压的负半周：地RL T2 VCC,两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。,（1）静态时，UEQ UBQ0。,（2）动态时,几种电路的比较,变压器耦合乙类推挽：单电源供电，笨重，效率低，低频特性差。OTL电路：单电源供电，低频特性差。OCL电路：双电源供电，效率高，低频特性好。,9.2 互补功率放大电路,一、输出功率,二、效率,三、晶体管的极限参数,要求：定量掌握,然后求出电源的平均功率，,效率,在已知RL的情况下，先求出Uom，则,求解输出功率和效率的方法,一、输出功率,1、静态分析,无输入交流信号时，求静态工作点。,大功率管的UCES常为23V。,其中，最大不失真输出电压的有效值,最大输出功率,2、动态分析,二、效率,注：基极电流可以忽略,求直流电源提供的功率,三.晶体管的极限参数,（1）最大管压降 两只功率管中处于截止状态的管子将承受较大的管压降,（2)集电极最大电流,每只管子功耗与输出电压峰值的关系为,（3)集电极最大功耗,讨论：管耗最大既不发生在输入电压最小时，也不发生在输入电压最大时。,瞬时值,PT对UOM求导，并令其为0，可得,每只管子功耗与输出电压峰值的关系为,瞬时值,将UOM代入PT的表达式，可得,例 在图9.2.1 所示电路中，已知VCC=15V,输入电压为正弦波，晶体管的饱和压降为UCES为3V，电压放大倍数为1，负载电阻RL=4。（1）求解负载上可能获得的最大功率和效率？（2）若输入电压最大有效值为8V，则负载上能获得的最大功率？（3）若T1管的集电极和发射极短路，则将产生什么现象？,解（1),（2）因为U0 Ui，所以Uom=8V。最大输出功率为,（3）若T1管的集电极和发射极短路，则T2管静态管压降为2VCC，且从+VCC经T2管的e-b、R3至-VCC形成基极静态电流，由于T2管工作在放大状态，集电极电流势必很大，使之因功耗过大损坏。T2管的发射结将烧坏。,例 在图9.2.1 所示电路中，晶体管的饱和压降为UCES为2V，负载电阻RL=8。（1）若负载所需最大功率为16W，则电源电压至少应取多少伏？（2）若电源电压至取20V，则晶体管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗各为多少？,解（1)根据,（2）最大不失真输出电压的峰值,可求出VCC,因而负载电流最大值，即晶体管集电极最大电流,最大管压降,根据（），晶体管集电极最大功耗,9.4 集成功放应用的简介,LM386集成运放的放大倍数为20，RW可调节扬声器的音量，R、C2进行相位补偿。,静态时输出电容上电压为VCC/2，最大输出功率为,
