【电子教案-模拟电子技术】第八章功率放大电路

1、功率放大电路第 八章8.1互补对称功率放大电路8.2集成功率放大器及其应用8.1互补对称功率 放大电路 引 言8.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路8.1.1 乙类双电源互补对称功率放大电路引 言一、 功率放大的 特殊要求 Pomax 大，三极管尽限工作 = Pomax / PDC 要高失真要小二、共发射极放大电路的效率问题+VCCRLC1+RBuce = uouCE iCO tiCO QIcmUcem设“Q”设置在交流负载线中点VCCIC三、放大电路的工作状态甲类( = 2 )tiCO Icm2ICQtiCO Icm2ICQ乙类( = )tiCO IcmICQ2甲乙类( 0 V1 导通 V2

2、 截止iC1io = iE1 = iC1, uO = iC1RLui 0.2 PomU(BR)CEO 2VCCICM VCC / RLRLV1V2+VCC+ui+uoVEE4. 管耗例 8.1.1 已知：VCC = VEE = 24 V，RL = 8 ， 忽略 UCE(sat) 求 Pom 以及此时的 PDC、PC1， 并选管。解PDC=2V2CC / RL= 2 242 / ( 8) = 45.9 (W)RLV1V2+VCC+ui+uoVEE= 0.5 (45.9 36) = 4.9 (W)U(BR)CEO 48 VICM 24 / 8 = 3 (A)可选：U(BR)CEO = 60 100

3、 VICM = 5 APCM = 10 15 W8.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路给 V1、V2 提供静态电压tiC0 ICQ1ICQ2克服交越失真思路：电路：RLRV3V4V1V2+VCC+ui+uoVEEV58.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路当 ui = 0 时，V1、V2 微导通。当 ui 0 ( 至 )， V2 微导通 充分导通 微导通； V1 微导通 截止 微导通。克服交越失真的电路V1V2V3V4V1V2RtB1B2V1V2V3R2R1实际电路V4RL+VCC+uoV1V2V3VEER*1R2R3R4RL+VCC+uoV1V2V3V4V5

4、VEE+uiR二、功率和效率RLV1V2+VCC+ui+uoVEE1. 输出功率最大不失真输出电压、电流幅度：最大输出功率最大输出功率2. 电源功率PDC = IC1VCC + IC2VEE= 2IC1VCC= 2VCCUom/RL最大输出功率时：PDC = 2V 2CC / RLPDC = 2V 2CC / RL3. 效率PDC = 2VCCIcm / 实际约为 60%最大输出功率时：二、复合管互补对称放大电路1. 复合管(达林顿管)目的：实现管子参数的配对ib1(1 + 1) ib1(1 + 1) (1 + 2) ib1= (1 + 1 + 2+ 12) ib1 1 2 rbe= rbe1

5、+ (1 + 1) rbe22(1+1) ib11 ib1ibicie(1 + 2 + 12) ib1V1V2V1V2NPN + NPNNPNV1V2PNP + PNPPNPV1V2NPN + PNPNPNV1V2PNP + NPNPNP构成复合管的规则：1) B1 为 B，C1 或 E1 接 B2 ， C2、E2 为 C 或 E；2) 应保证发射结正偏，集电结反偏；3) 复合管类型与第一只管子相同。V1V2练习：接有泻放电阻的复合管：V1V2ICEO12 ICEO1R泻放电阻减小V1、V3 NPNV2、V4 PNPR3 、R5 穿透电流泄放电阻准互补对称电路2. 复合管互补对称电路举例RLR

6、PV4+VCCV5V1V2R2RB1RB2+uo+ui+V6V7V8EUB3R1R5R3IC8RE1RE2R4V3UB8RE1 、RE2 稳定 “Q”、过流保护取值 0.1 0.5 V5 V7、RP 克服交越失真R4 使 V3、V4 输入电阻平衡V8 构成前置电压放大RB1 引入负反馈，提高稳定性。UEUB8IB8IC8UB3UE差分对管，构成前置放大级镜像恒流源，差分放大电路的有源负载NPNPNP因 PNP 管 小，采用三只管子复合而成克服交越失真三、甲乙类单电源互补对称放大电路 OTL电路(Output Transformerless )RLRBV4VEE+VCCV5V1V2CERERB1

7、RB2+uo+ui+CE电容 C 的作用：1)充当 VCC / 2 电源2)耦合交流信号当 ui = 0 时:当 ui 0 时：V2 导通，C 放电，V2 的等效电源电压 0.5VCC。当 ui 0 时：V1导通，C 充电，V1 的等效电源电压 + 0.5VCC。应用 OCL 电路有关公式时，要用 VCC / 2 取代 VCC 。OCL 电路和 OTL 电路的比较OCLOTL 电源双电源单电源信号交、直流交流频率响应好fL 取决于输出耦合电容 C电路结构较简单较复杂Pomax第 八 章功率放大电路8.2集成功率放大器及其应用 引言 8.2.2 DG810 集成功放及其应用 8.2.3 TD20

8、40 集成功放及其应用 8.2.1 LM386 集成功放及其应用组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：输出功率大、效率高有过流、过压、过热保护引言8.2.1 LM386 集成功放及其应用1. 典型应用参数：直流电源：4 12 V额定功率：660 mW带 宽：300 kHz输入阻抗：50 k12348765引脚图2. 内部电路1. 8 开路时， Au = 20(负反馈最强)1. 8 交流短路 Au = 200(负反馈最弱)电压串联负反馈V1、V6 ：V3、V5：V2、V4：射级跟随器，高 Ri双端输入单端输出差分电路恒流源负载V7 V12：功率放大电路V7 为驱动级(I0 为恒流源负载)V

9、11、V12 用于消除交越失真V8、V10 构成 PNP 准互补对称3. 典型应用电路 LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610 F36 k10 F100 F220 F0.1 F810 .047 F+VCC6输出电容(OTL)频率补偿，抵消电 感高频的不良影响防止自激等调节电压放大倍数8.2.2 DG810 集成功放及其应用 标准音频功率放大功率大、噪声小、频带宽、工作电源范围宽、有保护电路输出电容输入偏置交流负反馈频率补偿，防自激等自举电容频率补偿防自激等VCC = 15 V 时输出功率 6 W+VCCuiC9R1R4C2DG81011294785C1C8C7C4C5C65

10、F100 k.01 F100 F1000 pF0.1 F4 56 4 700 pF10100 F100 F100 R3R21000 F100 FC101 电源滤波8.2.3 TD2040 集成功放及其应用 特点：输出短路保护、自动限制功耗、有过热关机保护参数：直流电源： 2.5 20 V开环增益：80 dB功率带宽：100 kHz输入阻抗：50 k输出功率：22 W (RL = 4 )双电源(OTL)应用电源滤波频率补偿防自激等输出功率可大于 15 W交流电压串联负反馈R1C2220 k680 22 FR3R2ui12435C1C7C3C4C5C61 F22 k220 F220 F0.1 F4 5+VCC(16 V)20400.01 F0.1 F-VEE(-16 V)R4大电容滤除低频成分小电容滤除高频成分单电源(OTL)应用：交流电压串联负反馈使 U1 = 0.5VCCC2680 22 FR4ui435C1C6C3C4C5C71 F22 k2.2 F220 F0.1 F45 +VCC(16 V)0.01 FR6R522 k22 k22 kR2R321R1204035430 dB1. 功率管的工作类型类别特点Q 点波 形甲类无失真Q 较高ICQ 较大Q 较高甲乙类有失真效率高ICQ