三极管放大电路实验报告.doc

1、三极管放大电路实验报告三极管放大电路 1 、问题简述：要求设计一放大电路，电路部分参数及要求如下：（ 1 ）信号电压幅值：0.5V ； （ 2 ）信号内阻：50kohm ； （ 3 ）电路总增益：2 倍； （ 4 ）总功耗：小于 30mW ； （ 5 ）增益不平坦度：20 20_kHz 范围内小于 0.1dB 。2 、问题分析p ：通过分析p 得出放大电路可以采用三极管放大电路。2.1 对三种放大电路的分析p （ 1 ）共射级电路要求高负载，同时具有大增益特性； （ 2 ）共集电极电路具有负载能力较强的特性，但增益特性不好，小于 1 ； （ 3 ）共基极电路增益特性比较好，但与共射级电路一样带

2、负载能力不强。综上所述， 对于次放大电路来说单采用一个三极管是行不通的， 因为它要求此放大电路 具有比较好的增益特性以及有较强的带负载能力。2.2 放大电路的设计思路 在此放大电路中采用两级放大的思路。先采用共射级电路对信号进行放大，使之达到放大两倍的要求；再采用共集电极电路 提高电路的负载能力。3 、实验目的 （ 1 ）进一步理解三极管的放大特性； （ 2 ）掌握三极管放大电路的设计； （ 3 ）掌握三种三极管放大电路的特性； （ 4 ）掌握三极管放大电路波形的调试； （ 5 ）提高遇到问题时解决问题的能力。4 、问题解决 测量调试过程中的电路：增益调试：首先测量各点（电、基极、输出端）的波

3、形：结果如下: 绿色的线代表电压变化， 红色代表电。调节电阻 R2 、R3 、R5 使得电压的最大值大于电 电压的 2/3 。V A =R2 R3 ( 1+ 3) R5 / R2/R3/ ( 1+ 3) R5+R1 ，其中由于 R1 较大因此 R2 、R3 也相对 较大。第一级放大输出处的波形调试(采用共射级放大电路) ：结果为：红色的电压最大值与绿色电压最大值之比即为放大倍数。则需要适当增大 R2 ，减小 R3 的阻值。总输出的调试：如果放大倍数不合适，则调节 R4 与 R5 的阻值。即当放大倍数不足时，应增大 R4 ，减小 R5 。如果失真则需要调节 R6 ，或者适当增大电的电压值，必要时

4、可以返回 C 极，调节 C 极的 输出。功率的调试：由于大功率电路耗电现象非常严重， 因此我们在设计电路时， 应在满足要求的情况下尽可能 的减小电路的总功耗。减小总功耗的方法有：1 ) 尽可能减小输入直流电压； 2 ) 尽可能减小 R2 、R3 的阻值； 3 ) 尽可能增大 R6 的阻值。电路输入输出增益、相位的调试：由于在放大电路分别采用了共射极和共集电极电路， 因此输出信号和输入信号相位相差 180 度。体现在波形上是，当输入交流信号电压达到最大值是，输出信号到达最小值。由于工作频率为 1kHz ，当采用专门的增益、相位仪器测量时需要保证工作频率附近出的增 益、相位特性比较平稳，尤其相位应

5、为± 180 度附近。一般情况下，为了达到这一目的，通 常采用的方法为适当增大 C6 (下图为 C1 )的电容。最终调试电路：电路图:根据此图可以分析p 出该电路功耗还是有点大。s£ Cl -1卜 _5.W _fiNL + ¥- 4l- !t+n 15 F4H _KPl 十 IN _pir 测量结果如下: (1) 功耗图：WaftTer _WMT _ 272239 mWPowtr 134 QI EJT 3?K 和 TW BIT KTH _SC(2) 输入输出波形图:由此图可以分析p 出：输入输出的波形图相同， B 通道的电压值是 A 通道的电压值的二倍, 因此电压

6、增益为二倍，即电路达到了放大二倍的效果。(3) 相位图:TT1 1 -18D E3eg 2D kHz Bode PLotter-_BPI c -18D E3eg 2D kHz Bode PLotter-_BPI Ciut In i - 由以上两个图可分析p 出相位的变化范围：20Hz20KHz , -179.796Deg 180Deg ; (4) 幅频特性图: Bode Platte r-_PPl2D H EMtode h/bg nitude Phase Refers 亡 | 話耳皀| SeiHk ) ) rizarrii.al rtical fubd& i 油卯 fltud 电 P

7、佔瓢 +1 2DkHikHzCcrrtmls io -dB -lb dBLug Iri |ZD kHi 2D -Controls Reverse Horizontal I - 10fart»il F 10 Ourt 一 由以上两个图可以分析p 出：幅度变化 20Hz20KHz ， 6.686dB 。实验感受：通过本次实验我获得了很大的收获，将我们上学期所学的模电理论知识进行了实践仿 真，让我们真是感受到了三极管的放大作用， 以及参数对放大效果的影响， 了解各个器件起 的作用， 在老师的指导下， 让我们将所学的理论知识融会贯通， 而且对放大电路的要求也有 了一定的了解， 从开始无从下手

8、到最后仿真应用自如， 一步一步改进， 在理论和实践上双丰 收！希望在下次实验中有更好的变现！为什么修辞得这么棒！感谢分享了这篇好范文。电子技术基础教案第2章半导体三极管交流放大电路本章重点1掌握共发射极放大电路、分压式偏置电路的工作原理和静态工作点估算； 2了解负反馈在放大电路中的应用；3掌握共发射极放大电路的图解分析p 法和估算法。 4掌握功率放大电路的分析p 法。 本章难点1共发射极电路的工作原理。2估算静态工作点，电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 3分压式偏置电路的工作原理。 4功率放大电路。 1 放大器的基本概念1 放大器概述放大器：把微弱的电信号放大为较强电信号的电路。基本特征是功

9、率放大。 扩音机是一种常见的放大器，如图3.1.1所示。声音先经过话筒转换成随声音强弱变化的电信号；再送入电压放大器和功率放大器进行放大；最后通过扬声器把放大的电信号还原成比原来响亮得多的声音。图3.1.1 扩音机框图2 放大器的放大原理框图放大器的框图如图3.1.2所示。左边是输入端，外接信号，vi、ii分别为输入电压和输入电流；右边是输出端，外接负载，vo、io分别为输出电压和输出电流。 图3.1.2 放大器的框图第一节 共发射机交流电压放大电路22电子技术基础教案一、电路的组成和电路图的作用 1电路组成共发射极放大电路如图所示。 2元件作用VT三极管,起电流放大作用 GB基极电。通过偏置

10、电阻Rb，保证发射结正偏。GC集电极电。通过集电极电阻RC，保证集电结反偏。图2.2 共发射极放大电路Rb偏置电阻。保证由基极电GB向基极提供一个合适的基极电流。RC集电极电阻。将三极管集电极电流的变化转换为集电极电压的变化。C1、C2耦合电容。防止信号以及负载对放大器直流状态的影响；同时保证交流信号顺利地传输。即“隔直通交”。3电路图的画法如图所示。“”表示接地点，实际使用时，通常与设备的机壳相连。RL为负载，如扬声器等。电路中电压和电流符号写法的规定1直流分量：用大写字母和大写下标的符号，如IB表示基极的直流电流。 2交流分量瞬时值：用小写字母和小写下标的符号，如ib表示基极的交流电流。3

11、总量瞬时值：是直流分量和交流分量之和，用小写字母和大写下标的符号，如iB = IB + ib，即表示基极电流的总瞬时值。二、共射放大电路的静态分析p (一) 直流通路静态：无信号输入(vi = 0)时电路的工作状态。 直流通路和交流通路画法(1) 直流通路：电容视为开路，电感视为短路，其它不变。 (2) 交流通路：电容和电视为短路。例：放大电路的直流通路和交流通路如图 (b)、(c)所示。直流分量反映的是直流通路的情况；交流分量反映的是交流通路的情况。23电子技术基础教案静态工作点Q如图2.4所示，静态时晶体管直流电压VBE、VCE和对应的IB、IC值。分别记作VBEQ、IBQ、VCEQ和IC

12、Q。IBQ=VG-VBEQRb(3.2.1) ICQ=bIBQ(3.2.2)VCEQ=VG-ICQ×Rc(3.2.3)VBEQ：硅管一般为0.7 V，锗管为0.3 V。例.2.1在所示单级放大器中，设VG=12V，Rc=2kW，Rb=220kW，b = 60。求放大器的静态工作点。解从电路可知，晶体管是NPN型，按照约定视为硅管，则VBEQ = 0.7 V，则12V-0×7V»51mARb220kW ICQ=bIBQ=60´50mA=3mAVCEQ=VG-ICQRc=12V-3mA´2kW=6VIBQ=(二)、用图解法分析p 静态工作点图解法：

13、利用晶体管特性曲线，通过作图分析p 放大器性能。 1直流负载线电路如图3.3.1(a)所示，直流通路如图3.3.1(b)所示。由直流通路得VCE和IC关系的方程为VCE=VG-ICRc(3.3.1)根据式3.3.1在图3.2晶体管输出特性曲线族上作直线MN，斜率是是直流负载电阻，所以直线MN称为直流负载线。24 VG-VBEQ1。由于RcRc电子技术基础教案2静态工作点的图解分析p 如图3.3.2所示，若给定IBQ=IB3，则曲线IBQ=IB3与直线MN的交点Q，即为静态工作点。过Q点分别作横轴和纵轴的垂线得对应的VCEQ、ICQ。由于晶体管输出特性是一组曲线，所以，对应不同的IBQ，静态工作

14、点Q的位置也不同，所对应的VCEQ、ICQ也不同。图.3.2 静态工作点的图解分析p UCE=Ucc-ICQ×Rc坐标点: M (UCC,0) N (0,UCC/RC)Tga =-1/RC IBQ= Ucc-VBEQRbICQ=bIBQ三.共射极放大电路的动态分析p (一)信号放大原理交流信号电压vi 如图3.2.7(a)所示经过电容C1作用在晶体管的发射结，引起基极电流的变化，这时基极总电流为25电子技术基础教案iB = IBQ + ib，波形如图3.2.7(b)所示。由于基极电流对集电极电流的控制作用，集电极电流在静态值ICQ的基础上跟着ib变化，波形如图3.2.7(c)所示。即

15、iC = ICQ + ic。同样，集电极与发射极电压也是静态电压VCEQ和交流电压vce两部分合成，即vCE = VCEQ + vce (3.2.4)由于集电极电流iC流过电阻Rc时，在Rc上产生电压降iCRc，则集电极与发射极间总的电压应为vCE=VG-iCRc=VG-(ICQ+ic)Rc(3.2.5)比较式(3.2.5)与式(3.2.4)可得=VG-ICQRc-icRc=VCEQ-icRcvce=-icRc (3.2.6)式中负号表示ic增加时uce将减小，即uce与ic反相。故uCE的波形如图3.2.7(d)所示。经耦合电容C2的“隔直通交”，放大器输出端获得放大后的输出电压，即oce(

16、3.2.7)波形如图3.2.7(e)所示。由图可见，vo与vi反相。 位相反。(二)静态工作点与动态范围之间的关系 放大器的静态工作点(见L2) 若把图3.2.4中的Rb除掉，电路如图3.2.5所示，则IBQ = 0，当输入端加正弦信号电压vi时，在信号正半周，发射结正偏而导通，输入电流ib随vi变化。在信号负半周，发射结反偏而截止，输入电流ib等于零。即波形产生了失真。v=v=-icRc从信号放大过程来看，在共射放大电路中，输入电压与输出电压频率相同，相图3.2.5 除去Rb时放大器工作不正常图3.2.6 基极电流的合成如果Rb阻值适当，则IBQ不为零且有合适的数值。当输入端有交流信号vi通

17、过C1加到晶体管的发射结时，基极电流在直流电流IBQ的基础上随vi变化，即交流ib叠加在直流IBQ上，如图3.2.6所示。如果IBQ的值大于ib的幅值，那么基极的总电流IBQ + ib始终是单方向的电流，即它只有大小的变化，没有正负极性的变化，这样就不会使发射结反偏而截止，从而避免了输入电流ib的波形失真。综上可见，一个放大器的静态工作点是否合适，是放大器能否正常工作的重要条26电子技术基础教案件。设置静态工作点的目的: 使输入信号工作在三极管输入特性的线形部分,避开非线形部分给交流信号造成的失真。 静态工作点与波形失真的图解1饱和失真如果静态工作点接近于QA，在输入信号的正半周，管子将进入饱

18、和区，输出电压vce波形负半周被部分削除，产生“饱和失真”。2截止失真如果静态工作点接近于QB，在输入信号的负半周，管子将进入截止区，输出电压vce波形正半周被部分削除，产生“截止失真”。3非线性失真非线性失真是由于管子工作状态进入非线性的饱和区和截止区而产生的。从图3.3.5可见，为了获得幅度大而不失真的交流输出信号，放大器的静态工作点应设置在负载线的中点Q处。图静态工作点引起的非线性失真3 负反馈在放大电路中的应用1 反馈及其分类反馈：把放大器输出端或输出回路的输出信号通过反馈电路送到输入端或输入回路，与输入信号一起控制放大器的过程。反馈电路：由电阻或电容等元件组成。 如图4.2.1所示。

19、图中vi为输入信号，vo为输出信号，vf为反馈信号。反馈的分类及判别方法：一、正反馈和负反馈正反馈：反馈信号起到增强输入信号的作用。判断方法：若反馈信号与输入信号同相，则为正反馈。 负反馈：反馈信号起到削弱输入信号的作用。判断方法：若反馈信号与输入信号反相，则为负反馈。27图4.2.1 反馈放大器框图电子技术基础教案二、电压反馈和电流反馈电压反馈：如图 (a)所示，反馈信号与输出电压成正比。 判断方法：把输出端短路，如果反馈信号为零，则为电压反馈。 电流反馈：如图 (b)所示，反馈信号与输出电流成正比。判断方法：把输出端短路，如果反馈信号不为零，则为电流反馈。电压反馈和电流反馈框图串联反馈和并

20、联反馈框图三、串联反馈和并联反馈串联反馈：如图 (a)所示，净输入电压由输入信号和反馈信号串联而成。 判断方法：把输入端短路，如果反馈信号不为零，则为串联反馈。 并联反馈：如图 (b)所示，净输入电流由反馈电流与输入电流并联而成。 判断方法：把输入端短路，如果反馈信号为零，则为并联反馈。 例 判别图 (a)和(b)电路中反馈元件引进的是何种反馈类型。 解 (1) 电压反馈和电流反馈的判别当输出端分别短路后，图(a)中vf消失，而图(b)中，管子V2的iE2不消失，即vf不等于零，所以图(a)是电压反馈，图(b)是电流反馈。(2) 串联反馈和并联反馈的判别当输入端分别短路后，图(a)中vf不消失

21、，图(b)中的vf消失，所以图(a)是串联反馈，图(b)是并联反馈。(3) 正反馈和负反馈的判别采用信号瞬时极性法判别，设某一瞬时，输入信号vi极性为正“+”，并标注在输入端晶体管基极上，然后根据放大器的信号正向传输方向和反馈电路的信号反向传输方向，在晶体管的发射极、基极和集电极各点标注同一瞬时的信号的极性。可见，图(a)中反馈到输入回路的vf的极性是“+”，与输入电压vi反相，削弱了vi的作用，所以是负反馈；而图(b)中，反馈到输入端的if极性是“-”，它削弱了vi的作用，所以也是负反馈。28电子技术基础教案2负反馈对放大器性能的改善一、提高了放大倍数的稳定性以图4.2.5电压串联负反馈电路

22、为例作简要说明。由图可知， 反馈电压vf=反馈系数R2voR1+R2F=vfvo(4.2.1)设Av放大器无反馈时的放大倍数；Vi¢ 净输入电压；Avf加入负反馈后的放大倍数，则vov；Av=o vivi"因为vi=vi"+vf；vf=Fvo=FAvvi"Avf=所以vi=vi"+FAvvi" 于是有(4.2.2)即Avf<Av可见，Av是Avf的 (1+FAv)倍，(1+FAv)愈大，Avf比Av就愈小。 (1+FAv)：放大器的反馈深度。如果负反馈很深，即(1+FAv)>>1时，则AvA1»v=Avf=

23、1+FAvFAvFAvf=Av×vi"1=×Av(1+FAv)vi"1+FAv(4.2.3)可见，在深度负反馈条件下，反馈放大器的放大倍数Avf仅取决于反馈系数F，而与Av无关。当晶体管参数、电电压、环境温度及元件参数发生变化时，负反馈放大器的放大倍数受其影响很小，基本不变，从而使放大倍数稳定性获得了提高。结论：负反馈使放大器放大倍数减小(1 + FAv)倍；在深度负反馈条件下负反馈放大器的放大倍数很稳定。二、改善了放大器的频率特性由图4.2.6可见，无反馈时，中频段的电压放大倍数为Avo，其上、下限频率分别为fH和fL。加入负反馈后，中频段的电压放大倍

24、数负反馈对频响的改善¢o。而高频段和低频段由于原放大倍数较小其反馈量相对于中频段要小，下降到Av因此放大倍数的下降量相对中频段要少，使放大器的频率特性变得平坦。即通频带展宽了，使放大器的频率特性得到改善。三、减小了放大器的波形失真在图中。设无反馈时，输入信号vi为正弦波（A半周与B半周一样大），由于29电子技术基础教案晶体管特性曲线的非线性，放大器输出信号vo发生了失真，出现了A半周大、B半周小的波形。加入负反馈后，反馈信号vf与输入信号vi进行叠加产生一个A¢半周小、B¢半周大的预失真信号vi¢，再经放大器放大，由于放大器对A半周放大能力较大，从而使输

25、出信号vo中A半周与B半周的差异缩小了，因此放大器的输出波形得到了改善。四、改变了放大器的输入电阻、输出电阻放大器引入负反馈后，输入电阻的改变取决于反馈电路与输入端的联接方式；输出电阻的改变取决于反馈量的性质。 1输入电阻的改变对于串联负反馈，在输入电压vi不变时，反馈电压vf削减了输入电压vi对输入回路的作用，使净输入电压vi¢减小，致使输入电流ii减小，相当于输入电阻增大。即串联负反馈增大输入电阻。对于并联负反馈，在输入电压vi不变时，反馈电流if的分流作用致使输入电流ii增加，相当于输入电阻减小。即并联负反馈减小输入电阻。2输出电阻的改变电压负反馈维持输出电压不受负载电阻变动的

26、影响而趋于恒定，说明输出电阻比无反馈时输出电阻要小；而电流负反馈维持输出电流不受负载电阻变动的影响而趋于恒定，说明输出电阻比无反馈时输出电阻要大。即电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。结论，放大器引入负反馈后，使放大倍数下降；但提高了放大倍数的稳定性；扩展了通频带；减小了非线性失真；改变了输入、输出电阻。3射极输出器一、反馈类型电路如图4.2.8所示。其反馈信号vf取自发射极，若输出端短路，则vf = 0，所以是电压反馈。用瞬时极性法判别，可得vb和ve（即vf）极性相同，反馈信号削弱了输入信号的作用，所以是负反馈。在输入回路中vi = vbe + vf ，所以是串联反馈。综合

27、看来，电路的反馈类型为电压串联负反馈放大器。由于信号是从晶体管基极输入、发射极输出，集电极作为输入、输出公共端，故为共集电极电路，又称为射极输出器。30电子技术基础教案图射极输出器图交流通路二、性能分析p 交流通路如图所示。 1电压放大倍数 由图4.2.9可知，vbe=vi-voVbe一般很小，则vo»vi于是电压放大倍数为Av=vo»1 vi(4.2.4)可见，射极输出器的输出电压近似等于输入电压，电压放大倍数约等于1，而且输出电压的相位与输入电压相同，故又称射极跟随器。2输入电阻和输出电阻(1) 输入电阻¢=Re/RL，忽略Rb的分流作用，则输入电阻为 设RL

28、ri¢=¢viibrbe+ieRL=ibib¢ibrbe+(1+b)ibRL =ib¢=rbe+(1+b)RL¢，如果考虑Rb的分流作用，则实际的输入电阻为 ¢，于是ri¢»bRL由于rbe<<(1+b)RL¢/Rbri=bRL(4.2.6)由此可见，与共射极放大电路相比，射极输出器的输入电阻高得多。为了充分利用输入电阻高的特点，射极输出器一般不采用分压式偏置电路。 (2) 输出电阻¢=Rs/Rb，不电路如图4.2.10所示，设vs = 0，令Rs计Re，则输出端外加交流电压vo产生

29、的电流ie为voie=ib+bib=ib(1+b)=(1+b)rbe+Rs¢于是得该支路的输出电阻为+Rs¢ro¢=o=beie1+b考虑Re时，射极输出器的输出电阻为31图分析p ro示意图电子技术基础教案ro=ro¢/Re=(4.2.7)¢rbe+Rs/Re1+brbe，则射极输出器的输出电阻近1+b如果信号内阻很小Rs=0，则Rs¢»0；若Re>>似为ro»rbe1+b(4.2.8)上式表明，输出电阻ro比rbe还要小几十倍。所以射极输出器的输出电阻是很小的。三、结论射极输出器具有输入电阻大，输出

30、电阻小；电压放大倍数略小于但近似等于1；输出电压的相位与输入电压相同的特点。输出电流是输入电流的(1+b)倍，所以具有电流放大和功率放大能力。四、应用利用输入电阻大的特点，作为多级放大器的输入级，以减小对信号的影响；利用输出电阻小的特点，作为多级放大器的输出级，以提高带负载的能力；还可用作阻抗变换器，以实现级间阻抗匹配；作为隔离级，减少后级对前级的影响。第4节 功率放大器重点1了解功率放大电路的任务、特点和要求。2理解无输出变压器功率放大电路(OCL、OTL)的组成和工作原理。 3掌握OCL、OTL电路的分析p 方法；Pom、PG、PCM的估算和功率管的选管条件。4理解典型集成功率放大电路。

31、5了解功率管的安全使用知识。难点1功率放大器工作原理及性能特点。2Pom、PCM的估算方法和功率管的选管条件。1 低频功率放大器概述1.1低频功率放大器及其要求低频功率放大器：向负载提供足够大低频信号功率的放大电路。对功放的要求：信号失真小；有足够的输出功率；效率高；散热性能好。1.2 低频功率放大器的分类32电子技术基础教案一、以晶体管的静态工作点位置分类1甲类功放：Q点在交流负载线的中点，如图7.1.1(a)所示。 电路特点：输出波形无失真，但静态电流大，效率低。2乙类功放：Q点在交流负载线和IB = 0输出特性曲线交点，如图7.1.1(b)所示。电路特点：输出波形失真大，但静态电流几乎等

32、于零，效率高。3甲乙类功放：Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处，如图7.1.1(c)所示。 电路特点：输出波形失真大，静态电流较小，效率较高。图7.1.1 三种工作状态二、以功率放大器输出端特点分类 1有输出变压器功放电路。2无输出变压器功放电路(OTL功放电路)。 3无输出电容功放电路(OCL功放电路)。2推挽功率放大器1乙类推挽功率放大器动画乙类推挽功率放大器一、电路及其工作原理 典型电路如图7.3.1所示。V1、V2为功率放大管，组成对管结构。在信号一个周期内，轮流导电，工作在互补状态。T1为输入变压器，作用是对输入信号进行倒相，产生两个大小相等、极性相反的信号电压，分别激励V1和V2

33、。T2为输出变压器，作用是将V1、V2输出信号合成完整的正弦波。图7.3.1 乙类推挽功率放大器及其波形图7.3.2 乙类推挽功放电路的图解分33电子技术基础教案析工作原理：输入信号vi经T1耦合，次级得两个大小相等、极性相反的信号。在信号正半周，V1导通(V2截止)，集电极电流iC1经T2耦合，负载上得到电流io正半周；在信号负半周，V2导通(V1截止)，集电极电流iC2经T2耦合，负载上得到电流io负半周。即经T2合成，负载上得一个放大后的完整波形io。由输出电流io波形可见，正、负半周交接处出现了失真，这是由于两管交接导通过程中，基极信号幅值小于门槛电压时管子截止造成的。故称为交越失真。

34、二、输出功率和效率由于两管特性相同，工作在互补状态，因此图解分析p 时，常将两管输出特性曲线相互倒置，如图7.3.2所示。1作直流负载线，求静态工作点。静态时，管子截止IBQ = 0，当ICEO很小时，ICQ » 0。过点VG作vCE轴垂线，得直流负载线。它与作IBQ = 0特性曲线的交点Q，即为静态工作点。2作交流负载线，画交流电压和电流幅值。过点Q作斜率为 -1/RL¢ 的直线AB，即交流负载线。其中RL¢为单管等效交流负载电阻。在不失真情况下，功率管V1、V2最大交流电流iC1、iC2和交流电压vCE1、vCE2波形如图所示。3电路最大输出功率若忽略管子VC

35、ES，交流电压和交流电流幅值分别为Vcem=VG (7.3.1)则最大输出功率Pom2VG1æVGö÷=ç÷VG=2R¢ ¢2çRLèLø2VG= ¢2RL；Icm=VG¢RL即Pom(7.3.2)式中，在输出变压器的初级匝数为N1，次级匝数为N2时，RL¢ 应为é1ùê2N1ú12¢=ê×R=nRLRLúLN4ê2úêúëû(

36、7.3.3)式中n = N1/N2。4效率2图7.3.3 乙类推挽功率放大电路理想最大效率为 hm = 78。若考虑输出变压器的效率 hT，则乙类推挽功放的总效率为h¢ = hThm (7.3.4)总效率约为60，比单管甲类功放的效率高。电路优点：总效率高。电路缺点：存在交越失真，频率特性不好。 7.3.2 甲乙类推挽功率放大器如图7.3.3所示。图中，Rb1、Rb2、Re组成分压式电流负反馈偏置电路。静态时，34电子技术基础教案V1、V2处于微导通状态，从而避免了交越失真。由于静态工作点处于甲、乙类之间，所以叫作甲乙类推挽功率放大器。7.4 无输出变压器的推挽功率放大器(OTL)7

37、.4.1 输入变压器倒相式推挽OTL功放电路一、电路结构如图7.4.1所示。图中，V1、V2为参数一致的NPN型功率管。R1、R2和Re1为V1的偏置电阻；R3、R4和Re2为V2的偏置电阻，保证管子静态时处于微导通状态，以克服交越失真。Re1和Re2为电流负反馈电阻，稳定静态工作点，并减小非线性失真。输入变压器用作信号倒相耦合，在次级N1、N2上产生大小相等、相位相反的信号vb1和vb2 。CL为耦合电容，作用是隔直通交，并兼作V2管的电。二、工作原理静态时，A点电位为VG/2。由于CL隔直流，则RL上无电流。 vi正半周，vb1 > 0，V1导通(V2截止)，ic1流过负载RL；vi

38、负半周，vb2 > 0，V2导通(V1截止)，iC2流过负载RL。在输入信号vi一个周期内，两管轮流工作，RL上得到完整的放大信号。输出端交流通路如图7.4.2所示。图7.4.1 输入变压器倒相式OTL功放电7.4.2 互补对称式推挽OTL功放电路一、电路结构如图7.4.3所示。V2、V3为特性对称的异型功放管；V1为激励放大管，推动V2、V3功放管。RP1作用是调节A点电位保持VG/2。RP2作用是调节V2、V3管偏置电流，克服交越失真。C4为自举电容。使V2、V3工作时为共射组态，提高功率增益。R4为隔离电阻：对交流而言把B点电位和“地”点电位分开。二、信号的放大过程输入信号vi负半

39、周时，V1输出正半周信号，V2导通(V3截止)，i2通过RL；vi正半周时，V1输出负半周信号，V3导通(V2截止)，i3流过RL。在vi一周期内，V2、V3轮流导电，RL上得到完整的信号。三、最大输出功率图7.4.2 输出端交流通路简化图图7.4.3 互补对称式推挽OTL功放电路因C3的作用，单管电电压为VG/2。则输出最大功率时，输出管的集电极电压和集电极电流峰值分别为1V¢V¢»VG；IcmVcem¢»cem=G2RL2RL35电子技术基础教案忽略饱和压降和穿透电流，则最大输出功率为Pom=11æVGöæ1&

40、#246; ¢×Vcem¢=ç÷IcmçVG÷ç22è2RL÷øè2ø即Pom2VG=8RL(7.4.1)例7.4.1设图7.4.3互补对称OTL功放电路中，VG=6V,RL=8W，求该电路的最大输出功率？2VG62解Pom=»0.56W8RL8´8W7.5 无输出电容功率放大器(OCL)“OCL”功放电路：无输出耦合电容的功率放大器。7.5.1 OCL功放电路简析一、中点静态电位必须为零(VA = 0)如图7.5.1所示。为了防止因输出端A与负

41、载RL直接耦合，造成直流电流对扬声器性能的影响，则A点静态电位必为零。采用的办法是：1双电供电：电压大小相等，极性相反的正负电。2采用差分放大电路。二、最大输出功率输出最大功率时，集电极电压和电流的峰值分别为V¢V¢=VG，Icm¢=cem»G VcemRLRL则最大输出功率为11æVGö÷¢×Vcem¢=çPom=Icm÷×VG 22çRèLø即Pom(7.5.1)图7.5.1 OCL输出级示意图2VG=2RL7.5.2 OCL电路实

42、例OCL电路实例如图7.5.2所示。一、电路组成说明1用复合管提高功率输出级的电流放大倍数V4、V6组成NPN型复合管，V5、V7组成PNP型复合管，见图7.5.3。二者组成复合互补功率输出级。从而提高了输出级的电流放大倍数，同时也减小了前级的推动电流。36电子技术基础教案图7.5.2 OCL功放电路实例2用差分放大输入级抑制零漂V1、V2组成差分输入级，控制输出级A点电位不受温度等因素的影响而保证静态零输出。同时提高电路对共模信号的抑制能力。3其它元件的作用V3为激励级，推动功率输出级，使其输出最大功率。C5为高频负反馈电容，防止V3高频自激。R7、V8、V9组成V4、V6和V5、V7复合管

43、基极偏置电路，静态时，使其工作在微导通状态，防止产生交越失真。R5、C3、R6组成电压串联负反馈电路，稳定电压增益，并减小非线性失真。R16、C6组成避免感性负载引起高频自激的中和电路。 R4、C2是差放电滤波电路。C4为自举电容，提高输出级的增益，并使输出电压正负半周对称，提高不失真输出功率。二、信号放大过程vi正半周时，经V1、V3两次放大和反相，v3为正半周，则V4、V6导通，i1经R14、RL、地、+VG返回V4、V6形成回路，RL有信号输出。vi负半周时，v3为负半周，则V5、V7导通，i2经R15、-VG 、地、RL、R12返回V5、V7形成回路，RL有信号输出。这样经轮番推挽，RL上得功率放大后的完整信号。图7.5.3 复合管的接法7.6集成电路功率放大器简介37电子技术基础教案集成功率放大器具有体积小、工作稳定、易于安装和调试的优点，了解其外特性和外线路的连接方法，就能组成实用电路，因此，得到广泛的应用。7.6.1 LM386集成功率放大器的应用电路LM386是小功率音频集成功放。外形如图7.6.1(a)所示，采用8脚双列直插式塑料封装。管脚如图7.6.1(b)所示，4脚为接“地”端；6脚为电端；2脚为反