互补功率放大电路

1、9.2 9.2 互补功率放大电路互补功率放大电路1 1、电路组成、电路组成一、一、OCLOCL电路的组成及工作原理电路的组成及工作原理 当输入电压的数值当输入电压的数值 时，时， T1和和T2均处于截止状态，均处于截止状态，输出电压为输出电压为0，输出波形会出，输出波形会出现现交越失真交越失真。 为了消除交越为了消除交越失真，必须使两个管子处于失真，必须使两个管子处于微导通状态微导通状态。 oniUu 2 2、工作原理、工作原理 静态时，从静态时，从+ VCC经过经过R1、 R2、 D1、 D2 、R3到到 VCC有有一个直流电流，一个直流电流， T1和和T2管两管两个基极之间的电压为：个基极

2、之间的电压为：21211DDRBBUUUU 、 静态时应调节静态时应调节R2 ，使发射极电位，使发射极电位UE为为0，即输出电压，即输出电压为为0。 当输入信号为正弦波时，由于二极管的动态电阻很小，当输入信号为正弦波时，由于二极管的动态电阻很小，而且而且R2的阻值也较小，所以认为的阻值也较小，所以认为T1管基极电位的变化与管基极电位的变化与T2管基极电位的变化近似相等，即管基极电位的变化近似相等，即 uB1 uB2 ui两个基极两个基极的电位随的电位随ui产生相同变化。产生相同变化。 两个管子的导通时间两个管子的导通时间都超过了半个周期，在都超过了半个周期，在输入信号很小时，输入信号很小时，两

3、个两个管子同时导通管子同时导通，所以它，所以它们工作在们工作在甲乙类状态甲乙类状态。 当当ui比较小时，可以保比较小时，可以保证至少有一个晶体管导通，证至少有一个晶体管导通，消除交越失真。消除交越失真。二、二、OCLOCL电路的输出功率及效率电路的输出功率及效率 因两只管子的静态电因两只管子的静态电流很小，所以可以认为流很小，所以可以认为静态工作点在横轴上。静态工作点在横轴上。2CESCComUVU 最大不失真电压有效最大不失真电压有效值为：值为：LCESCCLomomRUVRUP2)(2 最大输出功率为：最大输出功率为： 忽略基极回路电流的情忽略基极回路电流的情况下，电源况下，电源VCC提供

4、的电流提供的电流tRUViLCESCCC sin 电源所消耗的平均功率为：电源所消耗的平均功率为：LCCCESCCLCCCESCCCCLCESCCVRVUVtRVUVtdVtRUVP)(2)cos()(1sin21200 CCCESCCVomVUVPP 4 忽略饱和管压降，则忽略饱和管压降，则%5 .7842222 LCCVLCComRVPRVP效率为：效率为：LCESCCLomomRUVRUP2)(2 LCCCESCCVRVUVP)(2 三、三、OTLOTL电路的输出功率及效率电路的输出功率及效率 忽略饱和管压降的情忽略饱和管压降的情况下计算：况下计算：22CComVU LCCLomRVRU

5、Pom822 tRViLCCC sin2 最大不失真电压有效最大不失真电压有效值为：值为： 最大输出功率为：最大输出功率为：电源电源VCC提供的电流：提供的电流：LCCLCCCCLCCVRVtRVtdVtRVP 2)cos(221sin2212020 %5 .784 电源所消耗的平均功率为：电源所消耗的平均功率为：效率为：效率为：OTL效率与效率与OCL相同，但输出功率小于相同，但输出功率小于OCL。三、三、OCLOCL电路中晶体管的选择电路中晶体管的选择1 1、最大管压降、最大管压降 设输入信号在正半周，设输入信号在正半周，T1导通，导通，T2截止。截止。11max22)()(CESCCCC

6、CESCCECUVVUVu 1CESCComUVU 1maxCESCCEUVu 设输入信号在负半周，设输入信号在负半周， T2导通，导通， T1截止。截止。2max12CESCCECUVu CCCEVU2max 最大管压降：最大管压降：2 2、集电极最大电流、集电极最大电流LCESCCECRUVII maxmax考虑留有一定的余量考虑留有一定的余量LCCCRVI max 在功率放大电路中，电源提供的功率，除了转换成在功率放大电路中，电源提供的功率，除了转换成输出功率外，其余部分主要消耗在晶体管上，输出功率外，其余部分主要消耗在晶体管上，PT PVPo。管子损耗最大时，即不是输入信号最小的时候，

7、。管子损耗最大时，即不是输入信号最小的时候，也不是输入信号最大的时候。也不是输入信号最大的时候。3 3、集电极最大功耗、集电极最大功耗)4(1sin)sin(2120omomCCLLomomCCTUUVRttdRUtUVP tUVuOMCCCE sin tRUiLOMC sin 令令 ，得，得0 omTdUdP)4(12omomCCLTUUVRP LCCTTTRVPPP22maxmax, 当当 UCES = 0时，时，omomTPPP2 . 022max CCCCOMVVU6 . 02 当当 时，时，例题例题1 1 在图示电路中，已知在图示电路中，已知VCC =15V，输入电压为正，输入电压为

8、正弦波，晶体管的饱和压降弦波，晶体管的饱和压降| UCES |=3V，电压放大倍数约，电压放大倍数约为为1，负载电阻，负载电阻RL =4。（。（1）求解负载上可能获得的）求解负载上可能获得的最大功率和效率；（最大功率和效率；（2）若输入电压最大有效值为）若输入电压最大有效值为8V，则负载上能够获得的最大功率为多少？则负载上能够获得的最大功率为多少？解：解： （1）%8 .624 CCCESCCVUV WRUVPLCESCCOM182)(2 （2）WWRUPLomom164822 VUuuomio8 例题例题2 2 在图示电路中，负载所需最大功率为在图示电路中，负载所需最大功率为16W，负，负载

9、电阻为载电阻为8 。设晶体管饱和压降。设晶体管饱和压降| UCES |=2V ，试问：，试问：（1）电源电压至少应取多少伏？（）电源电压至少应取多少伏？（2）若电源电压取）若电源电压取20V，则晶体管的最大集电极电流、最大管压降和集，则晶体管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗各为多少？电极最大功耗各为多少？解：解： （1）WRUVPLCESCCom162)(2 VVCC18 （2）WRVPLCCT07. 522max VUVUCESCCom16 ARUILomC2max VUVUCESCCCE382max 例题例题3 3 电路如图所示，已知电路如图所示，已知T1和和T2的饱和管压的饱

10、和管压UCES2V，直流功耗可忽略不计。，直流功耗可忽略不计。 回答下列问题：（回答下列问题：（1）R3、R4和和T3的作用是什么？（的作用是什么？（2）负载上可能获得的最大输）负载上可能获得的最大输出功率出功率Pom和电路的转换效率和电路的转换效率各为多少？（各为多少？（3）设最大）设最大输入电压的有效值为输入电压的有效值为1V。为了使电路的最大不失真输出。为了使电路的最大不失真输出电压的峰值达到电压的峰值达到16V，电阻，电阻R6至少应取多少千欧？至少应取多少千欧？ 解：解：（2）（1）克服交越失真。）克服交越失真。W162)(L2CESCCom RUVP%8 .694CCCESCC VUV （3） 3 .112iomax U