4功率放大电路基础知识教案解读

....应用电子技术专业国家教学资源库讲稿1：功率放大电路基础知识（2课时）目标：1．识别功率放大电路各级放大电路类型会分析功率放大电路性能指标参数讲解目录一、什么是功率放大电路二、功率放大电路需解决的问题三、定量分析功率放大电路四、测试功率放大电路基本参数（见实践项目）五、例题六、作业 P OPE

100%

讲课要点一、什么是功率放大电路？电器动作、仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。例：例：扩音系统实际负载信号电压功率二、功率放大电路需解决的问题（1）输出功率Po尽可能大功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值 :ICM、UCEM、PCM。效率要高Po:负载上得到的交流信号功率。PE：电源提供的直流功率。电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。P O100%PE非线性失真要小电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。散热性能要好三、定量分析功率放大电路互补对称：电路的原理输入输出波形与交越失真电路的原理输入输出波形与交越失真图解分析输出功率最大效率PT1max功放管的选择交越失真的克服10．用复合三极管做功放管，增加电流驱动能力电路模型工作条件电路模型工作条件静态特征正、负电源对称（双电源供电）VT和VT（例1β＝β）2（1）V=0（v）Q（2）I=I=0（mA）CQ1 CQ21 2输入正输入正号时若输入端加一正弦信号，在正半周时，由u﹥0，即u﹥u因此VTii Q2如下图所示。VT导通承担放大任务，电流1i流过负载，输出电压ue1oi R ue1Liu﹤0，因此i输入半

VT（等效电路如图所示VT1

导通承担波信号

放大任务，电流ie2

流过负载，方向与正半时 周相反，输出电压uo

i R ue2 L iVT和1VTR2 L电流为一完整的正弦信号，波形如左图所合成示。由于两个不同型号的管子互补对方的不足，且工作性能对称，故这种电路通常称为互补对称式功率放大电路乙类放大器的输出功率是指两管合成输出功率，可由下图求出：交流功率输出Icm Ucemp ·

1 Ucem Ucem U2cem· · =omax

2 2 2

2 2RL L如果忽略晶体管饱和压降Ucem一般情况下，输出信号功率都是通过调整输入信号的大小来加以调整的

cem

V cc oP

Vcc22RL将负载得到的信号功率PO

和电源供给的直流功率PE

的比值定义为放大器的效率nc

n=c PE

×100％。放大器

由于前置放大器的输出功率较小，功率与效率的矛盾并不突出。但功率放大器的输出功率较大，功率和效率的效率

＝0，所以效率较高。通过理论计算说明在功放CQ极限运用时（UoVcn=78550％提高了很多。c这个结论是假定互补对称电路工作在乙类忽略管子的饱和压降Ucem 和输入信号足够大情况下得来的实际效率比这个数值要低些电路模型工作条件电路模型工作条件静态特征（1）V=QVcc2（1）V=QVcc2（1）单电源供电（几百～几千微法）（3）VT和VT两管参数对称。VT和VT12Q（对地电压）V =V/2（若不满足此要求，Q CC12可通过调整电路元件参数达到。（2）I=I=0（乙类）CQ1 CQ2

（1）C的容量大，则容抗小，可以减小耦合过程中的音频信号消耗（2）C的容量大，相对充电量大，才能使C原因 在VT1

截止时充当VT2

工作的直流电源静态参数输入正

VV CCQ 2当Ui﹥0时，两管基极电位上升，Q点电位Vcc半波信

以2

VT导通，VT1 2号时 截止等效电路如下图所示由于C的耦合作用，负载上有正半波信号输出输入负

U﹤0VTi 1

截止，半波信号时

VT导通，随着C放电时间的推移，Q点电位跟2C耦合作用，负载上有负半波信号输出在有正弦信号输入时，VT、VT轮流导通，1 2合成 交替工作使流过负载的电流为完整的正弦信号如图所示OTLOTLOCLOTLVcc每个功放管上的电源电压实质上是2，所以忽略晶体管饱和和压降的影响，在极限运用情况下，交流功率输出pIcm2Ucem Uc2em1（V22CComax·2＝2RC＝2RcVcc2＝8RL效率理论计算证明，OTLOCL四、测试功率放大电路基本参数（见实践项目）四、例题五、作业OCL电路如图所示，已知Vcc=12V，RL

=8Ω，vi为正弦电压。求在Vces的情况下，电路的最大输出功率Pmax、效率η和管耗PT。求每个管子的最大允许管耗PCM