模拟电路第八章课件

1、1第第8章章 功率放大电路功率放大电路281功率放大器的特点及工作状态分类功率放大器的特点及工作状态分类从从能量能量控制的观点来看，都是利用有控制的观点来看，都是利用有源器件将电源提供的直流功率转换成负载所源器件将电源提供的直流功率转换成负载所需的交流功率。需的交流功率。电压放大器和功率放大器的电压放大器和功率放大器的相同点：相同点：3电压放大器的主要要求是使负载得到不失真电压放大器的主要要求是使负载得到不失真的电压放大信号，讨论的主要指标是电压放大倍的电压放大信号，讨论的主要指标是电压放大倍数、输入和输出电阻等，输出功率并不一定大。数、输入和输出电阻等，输出功率并不一定大。功率放大器主要要求

2、获得一定的不失真的输功率放大器主要要求获得一定的不失真的输出功率，通常是在出功率，通常是在大信号状态下工作大信号状态下工作，因此，功，因此，功率放大器包含着一系列电压放大器中没有过的特率放大器包含着一系列电压放大器中没有过的特殊问题。殊问题。两者的两者的不同点：不同点：4一、特点一、特点（1）输出功率尽可能大）输出功率尽可能大晶体管常常在接近极限运用状态下工作。晶体管常常在接近极限运用状态下工作。技术指标技术指标1：POM负载上得到的最大输出负载上得到的最大输出交流交流功功率。率。 (3) 分析方法以图解法为主。分析方法以图解法为主。(2) 大信号工作。大信号工作。5(5) 提高效率成为重要的

3、关注点。提高效率成为重要的关注点。 技术指标技术指标3：能量转换效率能量转换效率。 (6) 功率器件的安全问题必须考虑。功率器件的安全问题必须考虑。（4）非线性失真矛盾突出）非线性失真矛盾突出 技术指标技术指标2：非线性失真的大小：非线性失真的大小。 在效率高、非线性失真小、安全工作的前提在效率高、非线性失真小、安全工作的前提下，向负载提供足够大的功率。下，向负载提供足够大的功率。对功率放大器的要求：对功率放大器的要求：6一般放大器与功率放大器的区别为：一般放大器与功率放大器的区别为： 一般放大器一般放大器功率放大器功率放大器技术要求技术要求Au、Ri、RoPOm、 、非线性失、非线性失真真工

4、作状态工作状态小信号状态小信号状态大信号状态大信号状态分析方法分析方法小信号等效电路分小信号等效电路分析法析法图解法图解法7二、工作状态分类二、工作状态分类甲类（甲类（A类）：类）：工作点工作点Q设在设在放大区放大区，对于输入信号为正，对于输入信号为正弦波的整个周期内弦波的整个周期内ic 0，即三极管在整个周期都导通。因，即三极管在整个周期都导通。因此导通角此导通角 = 。导通角：通常将一个周期内出现集电极电流部分所对应导通角：通常将一个周期内出现集电极电流部分所对应角度的一半称为集电极电流的导通角角度的一半称为集电极电流的导通角iCt0iCuBEQ0(a)甲类甲类(导通角为导通角为180)能

5、量转换效率能量转换效率max=50%在没有交流输入时，电源功率全在没有交流输入时，电源功率全部转变为管耗。部转变为管耗。8乙类（乙类（B类）：类）：工作点选在工作点选在导通的阈值点导通的阈值点（UBEQ= UBE(on)，ICQ=0），因此只有在输入信号的半个周期），因此只有在输入信号的半个周期内有内有ic，导通角，导通角 = /2。 iCt0iCuBEQ(b)20 (b)B类类(导通角为导通角为90)9iCt0iCuBEQ(c)0(c)C类类(导通角导通角90)丙类（丙类（C类）：类）：Q点在选在截止区以内，晶体管只有点在选在截止区以内，晶体管只有不到半周导通（导通角小于不到半周导通（导通角

6、小于90o）,导通角导通角0 /2。 10甲乙类（甲乙类（AB类）类）：工作点选在放大区中，：工作点选在放大区中，但靠近截止区的地方，导通角但靠近截止区的地方，导通角 0。 当当ui为为负半周负半周时，时，V2导通，导通，V1截止，为射极输出器截止，为射极输出器，uo=ui。iC1流出负载流出负载uo2UCC最大集电极电流：最大集电极电流： 最大集电极耗散功率：最大集电极耗散功率： LCCCMRUIOmTMPP2 . 036若分析时，若分析时，UBE(on) 0，则输出会产生，则输出会产生交越失真：交越失真： 交越失真iC10uBE0io,uoiC2ui0 t t4 乙类互补推挽功率放大电路的

7、乙类互补推挽功率放大电路的交越失真：交越失真： 为了解决交越失真，给晶体管稍加一点偏置，使为了解决交越失真，给晶体管稍加一点偏置，使之工作在甲乙类放大状态：之工作在甲乙类放大状态： 37(a)(b)RCVD1VD2V1V2V3UCCUiRCV1V2V3UCCUiAI1I2R1R2BRLRL UEE UEEV4图图8.3.5克服交越失真的互补电路克服交越失真的互补电路(a)二极管偏置方式；二极管偏置方式；(b)模拟电压源偏置方式模拟电压源偏置方式 为提高电路的能量转换效率，设置的偏压较小，所以为提高电路的能量转换效率，设置的偏压较小，所以分析计算时仍可视其为乙类工作状态。分析计算时仍可视其为乙类

8、工作状态。3839当信号最大时，当信号最大时，Uom(max)UCC，所以输出的，所以输出的最大功率为最大功率为 40 二、单电源互补跟随乙类功率放大器二、单电源互补跟随乙类功率放大器(OTL) LL12CR f （8-3-17）由于电容器的容量很大，动态时，在信号变化一周内，电由于电容器的容量很大，动态时，在信号变化一周内，电容两端电压可以基本保持恒定。容两端电压可以基本保持恒定。412(max)CComUU故，该电路负载得到的最大交流功率故，该电路负载得到的最大交流功率PLm为为LCCLCCLomLmRURURUP222(max)81)2(2121LCCEmRUP22%.max57842L

9、LRfC21为保证功率放大器良好的低频响应，电容为保证功率放大器良好的低频响应，电容C必须满足必须满足 43例例1：题中：题中Ucc=35v,RL35 ，流过负载电阻的电，流过负载电阻的电流为流为iL0.45coswt(A)求：（求：（1）负载所获得的功）负载所获得的功率率Po；（；（2）电源提供的平均功率）电源提供的平均功率 （3）每管的管）每管的管耗耗 44例例2：某某OCL互补对称电路如图所示，已知三极互补对称电路如图所示，已知三极管管T1、T2的饱和压降的饱和压降Uces=1V，Ucc18V，RL8 (1)计算电路的最大不失真输出功率计算电路的最大不失真输出功率PLM；(2)计算电路的最大效率计算电路的最大效率 max；(3)为保证电路正常