模电电子技术基础康华光-ch8_poweramp

1、8.1 概述8.2 乙类互补功放8.3 其它类型互补功放8.4 实用功放读图8.5 小结与基本要求power amplifiersref: ch8_output stages and power amplifiers8.1 概述一、功放电路特点一、功放电路特点1输出功率输出功率po尽可能大尽可能大2效率效率 要高要高po大，电路的能量损耗也大3非线性失真非线性失真 要小要小大信号工作状态， 与po、 是一对矛盾要求vo和io都足够大4功放管散热和保护问题功放管散热和保护问题 (ref: 5.5 功率器件_page 212 )二、功放电路分类二、功放电路分类 classes of power a

2、mplifiers根据静态偏置静态偏置或输出功放管导通角导通角的不同，功放电路可分为四种:甲类甲类 (class-a)乙类乙类 (class-b)甲乙类甲乙类(class-ab)丙类丙类 (class-c) (ref: p493_class c operation)类别 工作点 波 形 导通角 特点甲类甲乙类乙类较高较高较低较低最低最低360 180 180 360 无失真无失真效率低效率低失真大失真大效率最高效率最高失真大失真大效率较高效率较高功放电路分类比较表功放电路分类比较表一、电路(circuit)ocl(outputcapacitorless)双双管：npn、pnp特性相同且互补 (

3、complementary pair of bipolar transistors)双双共集电路双双电源供电 8.2 乙类互补功放class b complementary push-pull output stage又称ocl互补功放二、工作原理(operation)vi正半周时结论：结论： 两个三极管，轮流导电轮流导电（正、负半周）互补不足互补不足忽略三极管的开启电压:t1导电ie1通过rlvi负半周时t2导电ie2通过rl合成合成完整、不失真波形互补complementary推挽push-pull组合特性分析图解法图解法负载上的最大不失真电压最大不失真电压为vom=vcc -vcesvo

4、=-vcel2cesccl2omomaxr2)vv(r2vpl2oml2cemlcemcemcmcemooor2vr2vr2v2v2i2vvip1输出功率输出功率po三、参数计算三、参数计算)vvv(r2vpcesccoml2ccom略最大不失真功率为：最大不失真功率为：理想最大输出功率为：理想最大输出功率为：以正半周为例wtvsinvomo设：功率三角形vom: 峰值2 2电源供给功率电源供给功率pvlomcc0lomcc0omccccccvrvv2) td(tsinrv22v) td(tsini22viv=p3 3三极管的管耗三极管的管耗p pt t )4vvv(r1) td(rtsinv

5、) tsinvv(21=p2omomccllom0omcct1t1tt2t12ppp=poml2ccl22cct1max2 . 022 . 0prvrvp问：问：vom=？ pt1最大, pt1max=？用pt1对vom求导得出：pt1max发生在vom=2vcc/=0. 64vcc处将vom=0.64vcc代入pt1表达式得：4 4效率效率当vom = vcc 时，max=/4 =78.5。ccomlomcc2lomvo4r22rvvvvvpp四、选管条件四、选管条件1pcm 2)v(vceoceo)br(3cmil2ccomr2vppt1max =0.2pomccv2lccrvvi很小时,

6、在正、负半周交替过零处会出现非线性失真，这个失真称为交越失真。五、存在问题五、存在问题_交越失真(crossover distortion) 为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之工作在甲乙类甲乙类。(a)利用二极管提供偏置电压 (b)利用三极管恒压源提供偏置 甲乙类(class ab)互补功率放大电路参数计算参数计算：与乙类功放同：与乙类功放同 8.3其它类型互补功率放大电路8.3.1 单电源互补功放单电源互补功放8.3.2 采用复合管的互补功放采用复合管的互补功放8.3.3 集成功放集成功放8.3.4 btl互补功放互补功放8.3.5 双通道功放双通道功放8.3.1 单电源互补功放

7、otl（output transformerless) 单电源单电源电容器电容器co选择：选择：静态静态:vk=vcc /2参数计算参数计算：ocl公式中以公式中以vcc /2取代取代vcc ll21frc (5-10) 8.3.2 采用复合管的互补功放 当输出功率较大时往往采用复合管当输出功率较大时往往采用复合管复合管有四种形式：复合管有四种形式：达林顿管(darlington)：由npn、pnp复合而成。复合管极性极性=前面管极性 8.3.3 集成功率放大器广泛用于音响、电视和小电机的驱动方面。广泛用于音响、电视和小电机的驱动方面。大多数大多数集成功率放大器集成功率放大器=运算放大器运算放大器+互补功率输出。互补功率输出。 使使用方法原则上与集成运放相同，注意用方法原则上与集成运放相同，注意极限参数极限参数（功耗、最大允许电源电压等）（功耗、最大允许电源电压等）一般一般加有足够大的加有足够大的散热器散热器 8.3.4 btl互补功放负载上获得的信号电压要增加一倍。负载上获得的信号电压要增加一倍。btl放大电路输出功率较大，负载可以不接地。放大电路输出功率较大，负载可以不接地。 8.3.5 双通道功放 用于立体声音响设备，一般有专门的集成功放产品。 它有一个左声道功放和一个右声道功放，两功放技术指标相同。