晶体管的大信号应用-功率放大电路-电子线路-中国科技大学-05

1、1晶体管的大信号应用晶体管的大信号应用 功率放大电路功率放大电路21 功放电路的特点和分功放电路的特点和分类类例例 扩音系统扩音系统功率放大器的作用：功率放大器的作用： 用作放大电路的用作放大电路的输出级输出级，以，以驱驱动动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表仪表指针偏转等。指针偏转等。 功功率率放放大大电电压压放放大大信信号号获获取取3特点特点(1) 要求输出功率尽可能大，工作于极限状要求输出功率尽可能大，工作于极限状态。电流、电压要求都比较大，但电路态。电流、电压要求都比较大，但电路参数不能超过晶体管的极限值参数不能超过晶体管的极限值: IC

2、M 、UCEM 、 PCM 。 散热问题散热问题 ICMPCMUCEMIcuce4(2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真，电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真，即非线性失真要小。即非线性失真要小。 大信号，用图解法分析。大信号，用图解法分析。(3) 电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。即电路的效率（及线路上的损失。即电路的效率（ ）要高。）要高。Po : 负载上得到的交流信号功率。负载上得到的交流信号功率。PE ：电源提供的直流功率。：电源提供的直流功率。Pc：管耗：管耗%100EoPPCOEPPP5根据晶体管导

3、通时间（集电极电流的导通角）根据晶体管导通时间（集电极电流的导通角）可分为：可分为： 甲类甲类-三极管三极管360导通；导通； 甲乙类甲乙类-三极管三极管180360导通导通 乙类乙类-三极管三极管180导通导通 丙类丙类-三极管三极管180导通导通分分 类类6甲乙类180360导通乙类180导通 丙类 0VT1导通，导通，T2截止截止iL= ic1 ;ui-USCT1T2uo+USCRLiLiL=ic2T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，称为称为乙类放大乙类放大。因此，不需要隔直电容。因此，不需要隔直电容。静态分析静态分析：ui = 0V T

4、1、T2均不工作均不工作 uo = 0V15(1) 静态电流静态电流 ICQ、IBQ等于零；等于零；(2) 每管导通时间等于半个周期每管导通时间等于半个周期 ； 乙类放大的特点：乙类放大的特点：SComUUmaxLSComRUImaxUomaxiL-USCRLuiT1T2Uo+USC16二、分析计算二、分析计算最大功率：最大功率：LSCLSCSCoRURUUP21222maxEomomomoooRUIUIUP221221. 输出功率输出功率Po172. 管耗管耗PC41sinsin2121212000111omomSCLLomOmSCLoOSCCCECUUURtdRtUtUUtdRuuUiuP

5、42221omomSCLCCUUURPP18最大管耗与输出功率的关系最大管耗与输出功率的关系maxmax222max12 . 022022ooLSCCSComomSCLomCPPRUPUUUURdUdP时功放管具有最大管耗此式为选管依据此式为选管依据193 直流电源供给的功率直流电源供给的功率LomSComomSCLLomCOERUUUUURRUPPP2422122EP204 效率效率%5 .7844221max2SComLomSCLomEOUURUURUPP21三、晶体管的选择三、晶体管的选择1 流过晶体管的最大集电极电流应流过晶体管的最大集电极电流应小于小于ICM ; 2 PCM0.2PO

6、max ;3 U(BR)CEO2USC .22三、乙类推挽功放电路的交越失真三、乙类推挽功放电路的交越失真ui-USCT1T2uo+USCRLiL交越失真交越失真死区电压死区电压uiuouou o tttt交越失真：交越失真：输入信号输入信号 ui在过零在过零前后，输出信号出现的失真便前后，输出信号出现的失真便为交越失真。为交越失真。23交越失真产生的原因：交越失真产生的原因： 在于晶体管特性存在在于晶体管特性存在非线性，非线性，ui 0 时：时： T1导通、导通、T2 截止，截止，ic1 经变压器耦合给经变压器耦合给负载，负载，iL的方向由的方向由 ic1决定。决定。 若若ui 为正弦信号，

7、则为正弦信号，则 iL近似为正弦波近似为正弦波。 ui 0 时：时： T2导通、导通、T1截止，截止，ic2 经变压器耦合经变压器耦合给负载，给负载，iL的方向由的方向由 ic2决定。决定。ic2ic1T1、T2都只在半个周期内工作，存在都只在半个周期内工作，存在交越失真交越失真。473. 输出功率及效率输出功率及效率分析方法和前述互补对称功放电路类似，请分析方法和前述互补对称功放电路类似，请自行分析。这里的负载为变压器原边等效负自行分析。这里的负载为变压器原边等效负载载 RL。uiT2T1RL+-USCiLN2N1N1LLRNNR22148三、甲乙类变压器耦合式推挽功率放大器三、甲乙类变压器耦合式推挽功率放大器Rb1、 Rb2、 Re 的作用：的作用：克服交越失真。克服交越失真。USCT1T2RLiLuiReRb2Rb149两个三极管都构成静态工作点稳定的共射极放大两个三极管都构成静态工作点稳定的共射极放大器。其静态工作点都设在刚刚超