《微波功率放大器》.ppt

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1、掌握内容：功率放大电路的计算理解内容：甲乙类互补对称功率放大电路；功率BJT了解内容：功率放大电路的一般问题重 点：低频功放的效率、最大输出功率的计算、互补 对称功放难 点：甲乙类互补对称功率放大电路的工作原理分析本章学时：6,第 五 章 功率放大电路,功率放大电路,第 五 章,5.1互补对称功率放大电路,5.2集成功率放大器及其应用,5.1互补对称功率 放大电路,引 言,5.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路,5.1.1 乙类双电源互补对称功率放大电路,引 言,一、功率放大的 特殊要求,Pomax 大，三极管尽限工作,=Pomax/PDC 要高,失真要小,二、共发射极放大电路的效率问题,设“

2、Q”设置在交流负载线中点,VCC,IC,三、放大电路的工作状态,甲类(=2),乙类(=),甲乙类(2),Q,Q,Q,乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。,甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。,甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。,5.1.1 乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)(OCL Output Capacitorless),一、电路组成及工作原理,ui 0 V1 导通 V2 截止,iC1,io=iE1=iC1,uO=iC1RL,ui 0 V2 导通 V1 截止,iC1,io=iE2=iC2,uO=iC2RL,ui=0 V1、V2 截止,问题：

3、当输入电压小于死区电压时，三极管截止，引起 交越失真。,交越失真,输入信号幅度越小失真越明显。,令,则：,时管耗最大，即：,每只管子最大管耗为 0.2Pom,5.选管原则,PCM 0.2 Pom,U(BR)CEO 2VCC,ICM VCC/RL,4.管耗,例 1 已知：VCC=VEE=24 V，RL=8，忽略 UCE(sat)求 Pom 以及此时的 PDC、PC1，并选管。,解,PDC=2V2CC/RL,=2 242/(8)=45.9(W),=0.5(45.9 36)=4.9(W),U(BR)CEO 48 V,ICM 24/8=3(A),可选：,U(BR)CEO=60 100 V,ICM=5

4、A,PCM=10 15 W,5.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路,一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路,克服交越失真思路：,电路：,5.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路,当 ui=0 时，V1、V2 微导通。,当 ui 0(至)，V1 微导通 充分导通 微导通；,V2 微导通 截止 微导通。,当 ui 0(至)，V2 微导通 充分导通 微导通；,V1 微导通 截止 微导通。,克服交越失真的电路,实际电路,二、功率和效率,1.输出功率,最大不失真输出电压、电流幅度：,最大输出功率,最大输出功率,2.电源功率,PDC=IC1VCC+IC2VEE,=2IC1VCC,=2VCCUom/RL,最大输

5、出功率时：,PDC=2V 2CC/RL,PDC=2V 2CC/RL,3.效率,PDC=2VCCIcm/,实际约为 60%,最大输出功率时：,二、复合管互补对称放大电路,1.复合管(达林顿管),目的：实现管子参数的配对,ib1,(1+1)ib1,(1+1)(1+2)ib1,=(1+1+2+12)ib1,1 2,rbe=rbe1+(1+1)rbe2,2(1+1)ib1,1 ib1,ib,ic,ie,(1+2+12)ib1,NPN+NPN,NPN,PNP+PNP,PNP,NPN+PNP,NPN,PNP+NPN,PNP,构成复合管的规则：,1)B1 为 B，C1 或 E1 接 B2，C2、E2 为 C

6、 或 E；,2)应保证发射结正偏，集电结反偏；,3)复合管类型与第一只管子相同。,练习：,接有泻放电阻的复合管：,ICEO1,2 ICEO1,R,泻放电阻,减小,V1、V3 NPN,V2、V4 PNP,R3、R5 穿透电流泄放电阻,准互补对称电路,2.复合管互补对称电路举例,RE1、RE2 稳定“Q”、过流保护,取值 0.1 0.5,V5 V7、RP 克服交越失真,R4 使 V3、V4 输入电阻平衡,V8 构成前置电压放大,RB1 引入负反馈，提高稳定性。,UE,UB8,IB8,IC8,UB3,UE,因 PNP 管 小，采用三只管子复合而成,克服交越失真,图5.1,三、甲乙类单电源互补对称放大

7、电路,OTL电路(Output Transformerless),E,电容 C 的作用：,1)充当 VCC/2 电源,2)耦合交流信号,当 ui=0 时:,当 ui 0 时：,V2 导通，C 放电，,V2 的等效电源电压 0.5VCC。,当 ui 0 时：,V1导通，C 充电，,V1 的等效电源电压+0.5VCC。,应用 OCL 电路有关公式时，要用 VCC/2 取代 VCC。,OCL 电路和 OTL 电路的比较,第 八 章功率放大电路,5.2集成功率放大器及其应用,引言,5.2.2 DG810 集成功放及其应用,5.2.3 TD2040 集成功放及其应用,5.2.1 LM386 集成功放及其

8、应用,组成：,前置级、中间级、输出级、偏置电路,特点：,输出功率大、效率高,有过流、过压、过热保护,引言,LM386 集成功放及其应用,1.典型应用参数：,直流电源：,4 12 V,额定功率：,660 mW,带 宽：,300 kHz,输入阻抗：,50 k,1234,8765,引脚图,2.内部电路,1.8 开路时，Au=20(负反馈最强),1.8 交流短路 Au=200(负反馈最弱),电压串联负反馈,V1、V6：,V3、V5：,V2、V4：,射级跟随器，高 Ri,双端输入单端输出差分电路,恒流源负载,V7 V12：,功率放大电路,V7 为驱动级(I0 为恒流源负载),V11、V12 用于消除交越

9、失真,V8、V10 构成 PNP 准互补对称,3.典型应用电路,输出电容(OTL),频率补偿，抵消电 感高频的不良影响防止自激等,调节电压放大倍数,DG810 集成功放及其应用,标准音频功率放大,功率大、噪声小、频带宽、工作电源范围宽、有保护电路,输出电容,输入偏置,交流负反馈,频率补偿，防自激等,自举电容,频率补偿防自激等,+VCC,ui,C9,R1,R4,C2,DG810,1,12,9,4,7,8,5,C1,C8,C7,C4,C5,C6,5 F,100 k,.01 F,100 F,1000 pF,0.1 F,4,56,4 700 pF,10,100 F,100 F,100,R3,R2,10

10、00 F,100 F,C10,1,电源滤波,TD2040 集成功放及其应用,特点：,输出短路保护、自动限制功耗、有过热关机保护,参数：,直流电源：2.5 20 V,开环增益：80 dB,功率带宽：100 kHz,输入阻抗：50 k,输出功率：22 W(RL=4),双电源(OTL)应用,大电容滤除低频成分,小电容滤除高频成分,单电源(OTL)应用：,交流电压串联负反馈,使 U1=0.5VCC,30 dB,1.功率管的工作类型,2.OCL 和 OTL 功放电路的特性,结构简单，效率高，频率响应好，易集成,结构简单，效率高，频率响应好，易集成，单电源,双电源，电源利用率不高,输出需大电容，电源利用率不高,最大输出功率,直流电源消耗功率,效率,最大管耗,作业：,