《电路与模拟电子技术 第9章 功率放大电路.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路与模拟电子技术 第9章 功率放大电路.ppt（21页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第9章 功率放大电路,教学目标与要求,了解功率放大电路的特点。,掌握对功率放大电路与电压放大电路的基本要求； 了解功率放大电路的甲类、乙类和甲乙类三种工 作状态的特点。,掌握OTL和OCL功率放大电路的工作原理。,9.1 功率放大电路的特点,1. 功率放大电路要有尽可能大的输出功率,在电路参数一定时，负载上可能获得的最大的交流功率称为最大输出功率，用Pom表示。,要使Po大,PoUoIo,Uo、Io均应大,2. 功率放大电路要有尽可能高的效率,功率放大电路的输出功率与电源所提供的直流功率之比称为转换效率，即,平均功率或直流功率,3. 功率放大电路的功放管要接近于极限运用状态,晶体管的极限参数,
2、ICM,U(BR)CEO,PCM,要求：iCICM,要求：uCEU(BR)CEO,要求：pCPCM,4. 不能采用微变等效电路法对功率放大电路进行分析,9.2 变压器耦合功率放大电路,基本的共射放大电路如图所示,当RL很小时，Uo很小；,当RL很大时，Io很小。,当RL很小和很大时， Po均不大。,RC消耗功率,不高,设想：存在某个合适的RL，使Po最大。,变压器耦合单管功放,最佳匹配,9.2.1 变压器耦合单管功率放大电路,1. 静态分析,若不计一次绕组的电 阻，则有,uCE=VCC,直流负载线和静态工作 点Q如图所示。,若不计基极回路的损耗， 则静态时电源所提供的直 流功率为,全被管子（主
3、要是集电结）损耗,2. 动态分析,过Q点作交流负 载线，如图所示。,若不计UCES，则 Q点为交流负载线 AB的中点。,最大输出功率,QBD的面积,电源提供的功率,PV=VCCIAVVCCICQ,电路的理想效率,特别提示,对单管功放而言，输入信号越小，管子损耗越大， 效率越低。,甲类状态：导通角为360。,缺点,低。,改进办法：,静态时，使晶体管截止（PV=0）,如图所示,乙类状态：导通角为180。,*9.2.2 变压器耦合乙类推挽功率放大电路,可以得出，乙类功放的理想效率为/4（即78.5%）。,（1）电路组成,（2）工作原理,说明,“推挽”工作方式：同类型两只晶体管在电 路中交替导通的方式
4、。,功率放大电路的分类,在放大电路中，若输入信号为正弦波时，根据晶体管在信号整个周期内导通情况分类,甲类( = 2 ),乙类( = ),甲乙类( 2 ),丙类：导通角小于 。,丁类：功放管工作在开关状态， 管子仅在饱和导通时消耗功率。,集电极电流iC将严重失真。,缺点：,变压器笨重、体积大、效率低、不便于集成化，且低频和高频特性差等。,9.3 互补对称功率放大电路,9.3.1 OTL电路,1. 电路组成,2. 工作原理,设晶体管的死区电压为0,（1）静态时,（2）动态时,ui为正半周：VT1导通，VT2截止,uoui,ui为负半周：,VT1截止，VT2导通,uoui,基极电位和发射极电位均为V
5、CC/2,要求：C越大越好，但C又不能过大（电解电容）,3. 最大输出功率,静态工作点Q的坐标为（VCC/2，0）。输出电压uo不失真时的最大值为 VCC/2-UCES1,最大不失真输出电压为,最大输出功率为,9.3.2 OCL电路,1. 电路组成,2. 工作原理,设晶体管的死区电压为0,（1）静态时,（2）动态时,VT1导通，VT2截止,uoui,ui为负半周：,VT1截止，VT2导通,uoui,基极电位和发射极电位均为0,ui为正半周：,3. 最大输出功率,静态工作点Q的坐标为（VCC，0）。输出电压uo不失真时的最大值为VCC-UCES1,最大不失真输出电压为,最大输出功率为,OCL电路
6、存在的问题：交越失真,设置合适的静态工作点。,如何消除交越失真？,4. 消除交越失真的OCL电路,1）电路组成,管子的工作状态：甲乙类。,2）工作原理,（1）静态分析,IL=IE1-IE2=0,uo=0,（2）动态分析,由于VD1、VD2的动态 电阻和R2均很小，故B1 和B2的动态点位近似相 等。,4. 消除交越失真的OTL电路,特别提示,OCL和OTL电路均 属于互补对称电路， 但OTL电路有输出 电容，而OCL电路 无输出电容；OCL 电路采用双电源供 电，而OTL电路采 用单电源供电（输 出电容相当于电 源）。,在输出功率较大时常采用复合管,复合管的构成,方式 1,iC1= 1 iB1
7、,iC2=2 iB2 = 2 (1+1 ) iB1,iC= iC1+ iC2 =1+2 (1+1 ) iB1 1 2 iB1,iB2= iE1=(1+1 ) iB1,iB= iB1,结论,复合管电流放大系数 近似等于两晶体管电流 放大系数之积。,复合管的类型与推动管的类型相同。,方式2,结论,【例9-1】在如图9.9（a）所示电路中，已知VCC12V，RL5，功放管的饱和管压降UCES2V。试求：（1）负载可能获得的最大输出功率Pom。 （2）若输入正弦电压的有效值约为6V，则负载实际获得的功率为多少？,【解】（1）负载可能获得的最大输出功率,（2）因电路采用射极输出形式，故有,负载实际获得的功率,9.4 集成功率放大电路及其应用实例,1. LM386组成,旁路电容：消振,相位补偿、消振和改善高频特性等,去耦：滤交流,低通滤波,2. 实例分析,交流短路， 使Au=200 （最大）,