第5章模拟电子技术基础

1、 *474 *475目目 录录退出退出5.1 概述概述 4765.2 互补推挽功率放大器互补推挽功率放大器 4835.3 其他形式的功放电路其他形式的功放电路 5095.4 功率器件、散热及保护电路功率器件、散热及保护电路 523 *4765.1 概述概述5.1.1 功率放大器的主要指标功率放大器的主要指标5.1.2 功率放大器的分类功率放大器的分类返回返回退出退出 *4775.1.1 功率放大器的主要指标功率放大器的主要指标 功率放大：以输出功率为重点，驱动负载。功率放大：以输出功率为重点，驱动负载。电压放大：不失真地增大输出信号电压幅度，以驱动功放。电压放大：不失真地增大输出信号电压幅度，

2、以驱动功放。 功率放大器实质上也是能量转换电路，它的主要功率放大器实质上也是能量转换电路，它的主要特点就是工作在大信号状态下。特点就是工作在大信号状态下。1.预备知识预备知识 电压放大和功率放大有不同的特点及指标要求，在多级电压放大和功率放大有不同的特点及指标要求，在多级放大器中，电压放大器处于前置级和中间级，而功率放大器放大器中，电压放大器处于前置级和中间级，而功率放大器处在末级（也可能包括末前级），以驱动负载。处在末级（也可能包括末前级），以驱动负载。返回返回退出退出 *478（2 2）功率放大器的效率）功率放大器的效率和晶体管集电极效率和晶体管集电极效率c 2. 主要指标主要指标%o10

3、0UPP cU100%oPP 功率放大器在线性区能够向负载提供的功率放大器在线性区能够向负载提供的最大最大交流功率。交流功率。 工作在线性区。工作在线性区。op（1 1）输出功率）输出功率注意：注意： 提供的最大交流功率（管子充分利用或称尽限运用）。提供的最大交流功率（管子充分利用或称尽限运用）。 效率效率：放大器的输出信号功率：放大器的输出信号功率 与直流电源供给功率与直流电源供给功率 之比之比: :oPUP ：直流电源供给集电极和偏置电路等直流功率之和。：直流电源供给集电极和偏置电路等直流功率之和。UP 晶体管集电极效率晶体管集电极效率 ：输出功率：输出功率P Po o与电源供给集电极与电

4、源供给集电极的直流功率的直流功率 之比之比: :UPc 5.1.1 功率放大器的主要指标功率放大器的主要指标 返回返回退出退出 *479coPPPU 直流电源供给功率直流电源供给功率 一部分变成了有用的输出信号，一部分变成了有用的输出信号，剩余的部分主要变成了晶体管的管耗剩余的部分主要变成了晶体管的管耗 ，即，即（3 3）非线性失真）非线性失真 由于功放工作在大信号状态下，所以很容易导致输出由于功放工作在大信号状态下，所以很容易导致输出信号产生非线性失真。要求功放产生的非线性失真尽可能小。信号产生非线性失真。要求功放产生的非线性失真尽可能小。结论：结论： 功率放大器的任务是功率放大器的任务是:

5、 : 在确保晶体管安全运用情况下，在确保晶体管安全运用情况下，获得尽可能大的输出功率，尽可能高的效率和尽可能小的获得尽可能大的输出功率，尽可能高的效率和尽可能小的非线性失真。非线性失真。UPcP5.1.1 功率放大器的主要指标功率放大器的主要指标 返回返回退出退出 *4805.1.2 功率放大器的分类功率放大器的分类 180 导导通通角角 90 导通角导通角功率放大器根据功放管的导通时间的长短进行分类。功率放大器根据功放管的导通时间的长短进行分类。（1）甲类（）甲类（A类）工作状态类）工作状态 在输入信号的整个周期内晶体管在输入信号的整个周期内晶体管都是导通的。都是导通的。（2）乙类（）乙类（

6、B类）工作状态类）工作状态 在输入信号的半个周期内晶体管在输入信号的半个周期内晶体管导通。导通。返回返回退出退出 *481 5.1.2 功率放大器的分类功率放大器的分类18090（3）甲乙类（）甲乙类（AB类）工作状态类）工作状态 是介于甲类和乙类之间的工作状态，晶体管导通的时间大于是介于甲类和乙类之间的工作状态，晶体管导通的时间大于半个周期，但小于一个周期。半个周期，但小于一个周期。（4）丙类（）丙类（C类）工作状态类）工作状态晶体管导通的时间小于半个周期。晶体管导通的时间小于半个周期。 90 返回返回退出退出 *4825.1.2 功率放大器的分类功率放大器的分类CESCEUu（5）丁类（）

7、丁类（D类）工作状态类）工作状态 此时，晶体管处于开关状态，即在输入信号的半个周期内此时，晶体管处于开关状态，即在输入信号的半个周期内饱和导通；在另外半个周期内，晶体管截止。饱和导通；在另外半个周期内，晶体管截止。饱和导通：饱和导通：五类功放的效率满足下式：五类功放的效率满足下式：丁丙乙甲乙甲（6）结论）结论返回返回退出退出 *4835.2 互补推挽功率放大器互补推挽功率放大器5.2.1 乙类推挽功率放大器的工作原理乙类推挽功率放大器的工作原理5.2.2 乙类推挽功率放大器的分析计算乙类推挽功率放大器的分析计算5.2.3 乙类推挽功率放大器的非线性失真乙类推挽功率放大器的非线性失真返回返回退出

8、退出 *4845.2 互补推挽功率放大器互补推挽功率放大器引言：甲类单管功放简介引言：甲类单管功放简介LL)(RNNR221LCESCCLcemcemcmo)(RuURUUIP22212121CCCQUIPUUocPP 时时当当0CESuLCCooRUPPmax221LCCCCcmCCCQRUUIUIPU2设变压器为理想的设变压器为理想的%occ50UmaxPP 需要强调指出的是，对于甲类功率，需要强调指出的是，对于甲类功率，PU是一常数，与输入信号是一常数，与输入信号的大小无关。即使输入信号为零，直流电源还照样提供直流功率，的大小无关。即使输入信号为零，直流电源还照样提供直流功率，因此效率很

9、低。因此效率很低。oP返回返回退出退出 *485 采用乙类的原因：由于晶体管只在半个周期内导通，采用乙类的原因：由于晶体管只在半个周期内导通，因此晶体管的集电极静态电流因此晶体管的集电极静态电流 ，所以一个周期内，所以一个周期内晶体管的平均功耗小。晶体管的平均功耗小。5.2.1 乙类推挽功率放大器的工作原理乙类推挽功率放大器的工作原理显然，集电极电流产生了显然，集电极电流产生了严重的非线性失真。严重的非线性失真。 选用两只特性完全相同的异型选用两只特性完全相同的异型晶体管晶体管 ，轮流工作在乙类状态。，轮流工作在乙类状态。如何解决非线性失真和高效率的矛盾？如何解决非线性失真和高效率的矛盾？从而

10、在负载上获得完整的输出波形。从而在负载上获得完整的输出波形。0CQI返回返回退出退出 *4861.1.电路结构电路结构 （1 1） 和和 是一对对是一对对称的异型晶体管；称的异型晶体管； （2 2） 和和 分别与分别与负载组成射极跟随器；负载组成射极跟随器； （3 3）采用）采用 两组电源两组电源供电。供电。 两管交替工作，一只在输入两管交替工作，一只在输入信号正半周导通，另一只在负半信号正半周导通，另一只在负半周导通，犹如一推一挽，在负载周导通，犹如一推一挽，在负载上合成完整的波形。上合成完整的波形。1VT2VT1VT2VTLRCCU5.2.1乙类推挽功率放大器的工作原理乙类推挽功率放大器的

11、工作原理返回返回退出退出 *4872.工作原理工作原理注：以下的分析中不考虑发射结门限电压。注：以下的分析中不考虑发射结门限电压。电路电路0iu两管基极的静态电位为零两管基极的静态电位为零两管均截止两管均截止021CQCQIICCCEQCEQUUU215.2.1乙类推挽功率放大器的工作原理乙类推挽功率放大器的工作原理返回返回退出退出 *488 2.工作原理工作原理电路电路0iu 导通，导通， 截止截止 与与 组成射极跟随器组成射极跟随器在在 上得到上半周波形上得到上半周波形iu1Ei 输入信号在正半周的情况输入信号在正半周的情况1VT2VTLR1VTLR5.2.1乙类推挽功率放大器的工作原理乙

12、类推挽功率放大器的工作原理返回返回退出退出 *4892. 工作原理工作原理电路电路0iu 导通，导通， 截止截止 与与 组成射极跟随器组成射极跟随器在在 上得到下半周波形上得到下半周波形iu2Ei 输入信号在负半周的情况输入信号在负半周的情况1VT2VTLR2VTLR5.2.1乙类推挽功率放大器的工作原理乙类推挽功率放大器的工作原理返回返回退出退出 *490 2. 工作原理工作原理21EELiii5.2.1乙类推挽功率放大器的工作原理乙类推挽功率放大器的工作原理返回返回退出退出 *491LCCRUCCU1CEuCESNuoLCCRUCESPuoCCUQ静态时静态时02121CQCQCCCEQC

13、EQII,UUU两管的两管的Q点点重合重合5.2.2 乙类推挽功率放大器的分析计算乙类推挽功率放大器的分析计算组合特性曲线组合特性曲线LR1 1.1.组合特性曲线组合特性曲线 由于功放电路工作在大由于功放电路工作在大信号状态下，不能采用微变信号状态下，不能采用微变等效电路分析，必须采用图等效电路分析，必须采用图解法分析。为了便于分析，解法分析。为了便于分析，将将VT2的特性曲线倒置在的特性曲线倒置在VT1特性曲线的下方，它们的静特性曲线的下方，它们的静态工作点重合。态工作点重合。CCECCEUuu221CCULCCRULCCRU返回返回退出退出 *492返回返回退出退出 *493CCULCCR

14、ULCCRUA2. 输出功率输出功率LomaxCCRUP22op22cemcmoUIP cemcmUI21不考虑不考虑uCES时，输出功率是时，输出功率是AQO的面积，此时输出功的面积，此时输出功率最大。率最大。两个晶体管的输出功率为两个晶体管的输出功率为 定义电压利用系数定义电压利用系数CCcem/UU222222121 LCCLCESCCLcemo)(RURuURUP时时当当1 即忽略晶体管的饱和压降即忽略晶体管的饱和压降结论：结论：oP 通常所指的输出功率通常所指的输出功率 是指在线是指在线性区得到的最大输出功率。性区得到的最大输出功率。实际输出功率与激励信号的大小有关。实际输出功率与激

15、励信号的大小有关。op返回返回 *494 直流电源供给晶体管集电极的直流功率是由两个电源供直流电源供给晶体管集电极的直流功率是由两个电源供给的给的. .由于每个晶体管只导通半周期，故流过每个集电极的由于每个晶体管只导通半周期，故流过每个集电极的电流为电流为半个周期的非正弦波半个周期的非正弦波。3. 直流电源供给晶体管集电极的直流功率0I)d(cmcItiI20021 LCCmaxRUPU221 时时，当当 CCUIPU02 LCCRU221Ci2CiCCLcemPURUU2 可见，输入信号越大，即可见，输入信号越大，即越大，越大，需要提供的直流电源供给功率需要提供的直流电源供给功率PU就越大；

16、就越大；反之，输入信号越小，需要提供的直流反之，输入信号越小，需要提供的直流电压功率就越小。当输入信号为零时，电压功率就越小。当输入信号为零时，直流电源不需要提供功率。直流电源不需要提供功率。00min UP时，时，当当 这说明电源供给的直这说明电源供给的直流功率不是恒定不变的，流功率不是恒定不变的，而是根据输入信号大小而而是根据输入信号大小而变化。因此乙类功放的效变化。因此乙类功放的效率高（与甲类进行比较）。率高（与甲类进行比较）。为每管集电极电流的平均值（直流电流）。为每管集电极电流的平均值（直流电流）。返回返回 *4954. 集电极效率集电极效率 c Uopp 41%cmax5784.

17、222 LCCoRUP LCCURUP22cmaxcmax称为理论极限效率。称为理论极限效率。可见，乙类推挽功放的集电极效率与电压利用系数可见，乙类推挽功放的集电极效率与电压利用系数成正比。成正比。5.2.2 乙类推挽功率放大器的分析计算乙类推挽功率放大器的分析计算时，集电极效率最高时，集电极效率最高当当返回返回退出退出 *4965. 对晶体管的要求对晶体管的要求（1 1）集电极功耗）集电极功耗P Pc c ：每管的集电极损耗。：每管的集电极损耗。 222 LCCoRUP )(ocPPPU212224 LCCLCCRRUU能否认为输入信号越大能否认为输入信号越大 越大），管耗就越大呢？越大），

18、管耗就越大呢？( LCC RUPU22均是对两管而言的均是对两管而言的管耗也与管耗也与有关。有关。为了保证晶体管安全工作为了保证晶体管安全工作0 ddPComaxomaxcmaxP.PP20222时时， 0 2maxP. PCMoUP21oP21通过管耗的表达式可以画出通过管耗的表达式可以画出 和和的关系曲线的关系曲线cP5.2.2 乙类推挽功率放大器的分析计算乙类推挽功率放大器的分析计算返回返回退出退出 *497CC(BR)CEOUU2 处于截止状态的晶体管的处于截止状态的晶体管的c c极和极和e e极极之间承受的反压之间承受的反压)(CESCCCCuUUCCU2（3 3）集电极最大允许电流

19、）集电极最大允许电流指功放管导通时，流过管子的最大电流。指功放管导通时，流过管子的最大电流。LCCLcemCMR/UR/UI(BR)CEOU（2 2）反向击穿电压）反向击穿电压结论：结论： 为确保晶体管安全工作，必须同时满足上面的三个条件。为确保晶体管安全工作，必须同时满足上面的三个条件。 图示的双电源供电的互补推挽功率放大器称为图示的双电源供电的互补推挽功率放大器称为OCL（Output Capacitor Less)电路。电路。时时当当0iu ， 导通，导通， 截止截止，情况一样。，情况一样。2VT1VT当当 ， 导通，导通， 截止，截止，1VT2VT0iu12cemCCCEUUu5.2.

20、2 乙类推挽功率放大器的分析计算乙类推挽功率放大器的分析计算返回返回退出退出 *498例例5-1 一双电源互补对称电路如图所示，设已知一双电源互补对称电路如图所示，设已知UCC=12V,RL=16,输入信号为正弦波，求（输入信号为正弦波，求（1）忽略饱和压降时，负）忽略饱和压降时，负载得到的最大输出功率载得到的最大输出功率Pomax；(2)每个管子的每个管子的PCM至少为多至少为多少？少？(3)每个管子的耐压为多少？每个管子的耐压为多少？4.5WWLCComax162122122RUP）（WWomaxcmax90542020.P.PWCM90.PVVCC(BR)CEO241222 UU解：解：

21、(2) 每管允许承受的管耗：每管允许承受的管耗：故要求管子允许的最大管耗为故要求管子允许的最大管耗为(3) 每管的耐压为：每管的耐压为：返回返回退出退出 *499例例5-2 电路如图所示，电源电压电路如图所示，电源电压UCC20V，RL8试计算当输入信号为正弦信号，且有效值为试计算当输入信号为正弦信号，且有效值为10V时，电路的时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给功率和效率。输出功率、管耗、直流电源供给功率和效率。解：解：时时V10iUVim1414102.U导通时，导通时，VT1和和VT2均构成共集电路，因此均构成共集电路，因此,Au1mVimomcem1414.UUU故故输出功率输出功率

22、WWLcemo501281414212122.RUP)()(oCCooUCCPUIPPPP2212121每管实际承受的管耗每管实际承受的管耗于于是是而而，LcemcmoRUIIW)W()R(oLCCcemCC0155012814320141422122121.PUUPP返回返回退出退出 *500直流电源供给的功率：直流电源供给的功率：W.)W(Co52220210501221.PPPUWWCCLcemCCo52222081431414222.URUUIPU或或%oc505520141444100.PPU 效效率率 应当指出，由于输入信号偏小，这时电路未处于充分应当指出，由于输入信号偏小，这时电

23、路未处于充分利用或尽限运用，输出功率未达到线性区最大输出功率，利用或尽限运用，输出功率未达到线性区最大输出功率，故效率偏低。故效率偏低。返回返回退出退出 *5015.2.3 乙类推挽功率放大器的非线性失真乙类推挽功率放大器的非线性失真tUu cosimi设设)cos(n)cos()cos(cmcmcmEnntItItIIi 2211012)cos()cos(I)cos(cmncmcmEnntnIttIIi 221102221.推挽电路对偶次谐波的抑制推挽电路对偶次谐波的抑制 推挽电路中，若两管的特性完全一致，则其电压、推挽电路中，若两管的特性完全一致，则其电压、电流波形也完全对称。电流波形也完

24、全对称。21EELiii)cos()cos(cmcm3311322 tItI可见，对称的电路可以消除偶次谐波成分。可见，对称的电路可以消除偶次谐波成分。返回返回退出退出 *5022.交越失真及消除方法交越失真及消除方法CESCESPCESNuuu理想传输特性（不理想传输特性（不考虑门限电压）考虑门限电压）（1 1）传输特性）传输特性 在实际传输特性中，必须考虑三极在实际传输特性中，必须考虑三极管发射结的门限电压值。管发射结的门限电压值。 可以看出，当输入信号的绝对值可以看出，当输入信号的绝对值小于小于0.7V时，没有输出，因此输出时，没有输出，因此输出信号会出现明显的失真。信号会出现明显的失真

25、。 是NPN管的集电极饱和电压CESNU传输特性的斜率为什么传输特性的斜率为什么为为1 1？5.2.3 乙类推挽功率放大器的非线性失真乙类推挽功率放大器的非线性失真返回返回退出退出 *503Vo/uVo/uVi/uCESCCUU CESCCUU交越失真交越失真实际传输特性及输出电压波形如图所示实际传输特性及输出电压波形如图所示（2 2）交越失真）交越失真交越失真是指发生交越失真是指发生在信号穿越过零点时产在信号穿越过零点时产生的失真。生的失真。5.2.3 乙类推挽功率放大器的非线性失真乙类推挽功率放大器的非线性失真返回返回退出退出 *504门限电压门限电压原理电路原理电路（3 3）消除交越失真

26、的方法）消除交越失真的方法改为甲乙类工作状态改为甲乙类工作状态交越失真交越失真 图中，给两个晶体管加入了同样图中，给两个晶体管加入了同样的正偏电压的正偏电压 ，由于此时晶体管的，由于此时晶体管的导通时间已大于半个周期，因此此时导通时间已大于半个周期，因此此时的工作状态是的工作状态是甲乙类工作状态甲乙类工作状态。但由于。但由于其工作状态十分接近于乙类，故仍可按其工作状态十分接近于乙类，故仍可按乙类的功放进行分析。乙类的功放进行分析。2BBU5.2.3 乙类推挽功率放大器的非线性失真乙类推挽功率放大器的非线性失真交越失真交越失真消除门限电压的影响？消除门限电压的影响？给两管给予一定的正向偏置给两管

27、给予一定的正向偏置 该图是原理电路，实际上，在集该图是原理电路，实际上，在集成电路中，正向偏置不会直接采用电成电路中，正向偏置不会直接采用电压源的方式，可以用电阻压源的方式，可以用电阻、二极二极管和晶体管等元器件来提供。管和晶体管等元器件来提供。返回返回退出退出 *5051132IRUUCEBBE21132CEBBEIRUU实际电路实际电路1 1实际电路实际电路2 2：显然，在该电路中，正向偏压是显然，在该电路中，正向偏压是由由 和和 的正向电压提供。的正向电压提供。1VD2VD电容电容 是保证在交流时，加在是保证在交流时，加在和和 基极的输入信号是相同的。基极的输入信号是相同的。1C2VT3

28、VT 在该电路中，在该电路中， 是放大级，是放大级， 和和 构成互补推挽功放，构成互补推挽功放，正向偏压是利用流过正向偏压是利用流过 的直流的直流电流电流 在在 上产生的压降提供的。上产生的压降提供的。1VT2VT3VT1R1CI1R5.2.3 乙类推挽功率放大器的非线性失真乙类推挽功率放大器的非线性失真返回返回退出退出 *506212RUIBER)(BEBB2111RRUU32EBBEBBUUU令令2211RIRIURRBB且且)(RBB212RRIU实际电路实际电路3 3： 恰当选择电阻恰当选择电阻R R1 1、R R2 2，使，使I IB1B1可以忽略不计，则可以忽略不计，则 调整调整R

29、1、R2比值，即可获得某一倍数比值，即可获得某一倍数 UBE 的的UBB，因此该电路又称为，因此该电路又称为UBE倍增电路。倍增电路。 在该电路中，在该电路中， 是放大级，是放大级， 和和 、 组成恒压源电组成恒压源电路，为路，为 和和 提供正向偏提供正向偏压，以消除交越失真。压，以消除交越失真。1VT2VT3VT1R4VT2R5.2.3 乙类推挽功率放大器的非线性失真乙类推挽功率放大器的非线性失真返回返回退出退出 *507使用负反馈电路使用负反馈电路 在功率放大器前引入一级在功率放大器前引入一级电压放大器（在本图中引入了电压放大器（在本图中引入了集成运放），并构成电压串联负集成运放），并构成

30、电压串联负反馈。反馈。 设死区电压为设死区电压为0.7V，则引入负反馈后，死区电压则引入负反馈后，死区电压为为0.7V/A0。A0为集成运放为集成运放开环增益。开环增益。R1是用来限制放大器是用来限制放大器A的输出电流，但同时的输出电流，但同时RL又是靠又是靠R1上上的电流来驱动的。的电流来驱动的。5.2.3 乙类推挽功率放大器的非线性失真乙类推挽功率放大器的非线性失真返回返回退出退出 *508小 结乙类工作状态的矛盾乙类工作状态的矛盾互补推挽功放互补推挽功放电路结构电路结构工作原理工作原理电流波形图电流波形图组合特性曲线组合特性曲线性能指标性能指标非线性失真非线性失真工作原理工作原理性能指标

31、计算性能指标计算极限参数选择极限参数选择交越失真交越失真消除方法消除方法5.2.3 乙类推挽功率放大器的非线性失真乙类推挽功率放大器的非线性失真返回返回退出退出 *5095.3 其它形式的功放电路其它形式的功放电路5.3.1 单电源供电的互补推挽电路单电源供电的互补推挽电路5.3.2 准互补推挽功率放大器准互补推挽功率放大器5.3.3 集成功放电路集成功放电路5.3.4 丁类音频功率放大器丁类音频功率放大器返回返回退出退出 *510 5.3.1 单电源供电的互补推挽电路单电源供电的互补推挽电路1.原理电路原理电路 双电源供电的互补推挽电路需要两组正负电源，使用不便双电源供电的互补推挽电路需要两

32、组正负电源，使用不便. .0iuCC2U221/UUUCCCEQCEQ 当电容当电容C C 的容量很大时，对的容量很大时，对C C 的充放的充放电时间远大于信号的半个周期。因此，电时间远大于信号的半个周期。因此，当两管轮流导通时，电容两端电压基本当两管轮流导通时，电容两端电压基本不变。不变。两管基极静态电位为两管基极静态电位为返回返回退出退出 *511 5.3.1 单电源供电的互补推挽电路单电源供电的互补推挽电路2.实际电路结构实际电路结构 电路中只采用电路中只采用了一组电源供电；了一组电源供电；VT1是放大级，工是放大级，工作在甲类状态。作在甲类状态。 VT2和和VT3构成构成互补推挽功放，

33、互补推挽功放，R4用来消除交越失真，用来消除交越失真，C3用来旁路用来旁路R4，使，使加到加到VT2、VT3的基的基极的激励信号相等。极的激励信号相等。VT2和和VT3的输出通过电容的输出通过电容C2和负载相接。和负载相接。返回返回退出退出 *5125.3.1 单电源供电的互补推挽电路单电源供电的互补推挽电路VCCB702./UU3.工作原理工作原理调整调整VT1的静态工作点，使的静态工作点，使2/UUCCE 由于由于C2的容量很大，因此的容量很大，因此C2充放电的时间常数远大于信号的充放电的时间常数远大于信号的半个周期，所以两管轮流导通时，电容两端的电压基本不变恒等半个周期，所以两管轮流导通

34、时，电容两端的电压基本不变恒等于于UCC/2，相当于直流电源电压，于是对，相当于直流电源电压，于是对VT2、VT3每管工作时的直每管工作时的直流电源电压均为流电源电压均为UCC/2。返回返回退出退出 *5135.3.1 单电源供电的互补推挽电路单电源供电的互补推挽电路LCESCCo)(Ru/UP2221LCComaxRUP82CCCC(BR)CEOUUU22LCCCMR/UI24. 性能指标性能指标 该电路的性能指标计算该电路的性能指标计算等同于等同于OCL电路，只是此时电路，只是此时的等效电源电压为的等效电源电压为UCC/2。 图示的单电源供电的互补推挽功率放大器称为图示的单电源供电的互补推

35、挽功率放大器称为OTL(Output Transformer Less)电路。电路。返回返回退出退出 *514 5.3.2 准互补推挽功率放大器准互补推挽功率放大器复合管类型以第一个晶体管为准；复合管类型以第一个晶体管为准；应保证两管的基极电流能流通；应保证两管的基极电流能流通； 第一管的第一管的c、e不能和第二管的不能和第二管的b、e接在一起。接在一起。 1.复合管复合管 将两只或两只以上的晶体管按照一定的原则连接在一起，将两只或两只以上的晶体管按照一定的原则连接在一起，以实现一定的目的。以实现一定的目的。（1）等效为）等效为NPN管管（2）等效为）等效为PNP管管（3）连接原则：）连接原则

36、：返回返回退出退出 *515 5.3.2 准互补推挽功率放大器准互补推挽功率放大器2.准互补推挽电路准互补推挽电路 VT5作为放大管，工作在甲类作为放大管，工作在甲类工作状态。工作状态。 VT1、VT3 以复合管的方式构以复合管的方式构成成NPN管。管。 VT2、VT4 以复合管的方式构以复合管的方式构成成PNP管。管。 注：注：VT3和和VT4是同型管子，所以不具互补性，互补是同型管子，所以不具互补性，互补作用是由作用是由VT1和和VT2实现的。实现的。 Re1和和Rc2的作用是为了减小的作用是为了减小复合管的穿透电流。复合管的穿透电流。返回返回退出退出 *516集成电路要求、特点与构成集成

37、电路要求、特点与构成 要求：要求：大电容，大电阻，电感外接大电容，大电阻，电感外接 二极管用晶体管连接替代二极管用晶体管连接替代 晶体管数目不限晶体管数目不限 特点：特点：体积小、重量轻、成本低；体积小、重量轻、成本低； 外接元减少、调试简单，维护外接元减少、调试简单，维护 方便性能优越，可靠性高方便性能优越，可靠性高 构成：构成： 5.3.3 集成功放电路集成功放电路返回返回退出退出 *5175.3.3 集成功放电路集成功放电路(1) LM380内部电路内部电路LM380是单电源供电的集成功放。是单电源供电的集成功放。返回返回退出退出 *5185.3.3 集成功放电路集成功放电路(2) LM

38、380外接引脚外接引脚返回返回退出退出 *519 5.3.4丁类音频功率放大器丁类音频功率放大器MOS管的出现和数字技术的发展管的出现和数字技术的发展丁类音频功放丁类音频功放提高放大器的效率提高放大器的效率及系统稳定性等及系统稳定性等返回返回退出退出 *5201. PWM开关功率放大器工作原理开关功率放大器工作原理PWM：脉冲宽度调制（：脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation)组成框图：组成框图：（1）PWM信号的产生信号的产生 脉宽调制器将音频模拟信号转换为脉冲宽度正比于脉宽调制器将音频模拟信号转换为脉冲宽度正比于其输入信号瞬时幅度的信号其输入信号瞬时幅度的信号 5.3.

39、4 丁类音频功率放大器丁类音频功率放大器返回返回退出退出 *521onLLRRR (2) 开关功率放大器开关功率放大器 开关管开关管VT1和和VT2轮流导通，以轮流导通，以开关方式工作，即工作于可变电阻开关方式工作，即工作于可变电阻区和截止区两种状态。区和截止区两种状态。工作于可变电阻区：工作于可变电阻区：开关管导通电阻开关管导通电阻 由于在可变电阻区时，流过管子的电流可以很大，但漏由于在可变电阻区时，流过管子的电流可以很大，但漏源间的电压很小，因此开关管的导通电阻很小，故效率很高。源间的电压很小，因此开关管的导通电阻很小，故效率很高。(3) 低通滤波器低通滤波器 只要取样频率足够高，就越容易

40、滤除只要取样频率足够高，就越容易滤除PWM信号中的谐波信号中的谐波分量，恢复出音频信号，但取样频率也不宜过高，应满足分量，恢复出音频信号，但取样频率也不宜过高，应满足maxff7s 5.3.4 丁类音频功率放大器丁类音频功率放大器返回返回退出退出 *5222.实际电路实际电路单片无需滤波器的单片无需滤波器的D类音频功率放大器类音频功率放大器TPA2005D1差分输入状态差分输入状态 5.3.4 丁类音频功率放大器丁类音频功率放大器返回返回退出退出 *5235.4 功率器件、散热及保护电路功率器件、散热及保护电路5.4.1 功率器件功率器件5.4.2 功放管的管耗与散热功放管的管耗与散热5.4.

41、3 保护电路保护电路返回返回退出退出 *5245.4.1 5.4.1 功率器件功率器件1.功率功率MOSFET大功率大功率MOSFET管采用纵向导电沟道，称为管采用纵向导电沟道，称为VMOSFET。VVMOS管结构图管结构图特点：高耐压（特点：高耐压（1000V），高工作频率（数百），高工作频率（数百MHZ）返回返回退出退出 *5255.4.1 功率器件功率器件2.绝缘栅双极型功率管绝缘栅双极型功率管IGBT这是一种将这是一种将MOS管和双极型晶体管组合而成的功率器件。管和双极型晶体管组合而成的功率器件。NMOS复合管的构成及符号复合管的构成及符号PMOS复合管的构成及符号复合管的构成及符号IGBT具有大电流、具有大电流、高电压、低功耗、高电压、低功耗、高输入电阻、小高输入电阻、小驱动电流等特点。驱动电流等特点。返回返回退出退出 *5261.集电极功耗 与环境温度 的关系5.4.2 功放管的管耗与散热功放管的管耗与散热cPaT热功率：热功率：TBARTT