掌握内容功率放大电路的计算理解内容甲乙类互补对称功率放大重点课件

掌握内容功率放大电路的计算理解内容甲乙类互补对称功率放大重点掌握内容功率放大电路的计算理解内容甲乙类互补对称功率放大重点掌握内容功率放大电路的计算理解内容甲乙类互补对称功率放大重点功率放大电路第五章5.1互补对称功率放大电路5.2集成功率放大器及其应用人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。掌握内容功率放大电路的计算理解内容甲乙类互补对称功率放大重点1功率放大电路第

五章5.1互补对称功率放大电路5.2集成功率放大器及其应用功率放大电路第五章5.1互补对称功率放大电路5.2集5.1互补对称功率放大电路

引言5.1.2甲乙类互补对称功率放大电路5.1.1乙类双电源互补对称功率放大电路5.1互补对称功率引言一、

功率放大的特殊要求

Pomax

大，三极管尽限工作=Pomax/PDC要高失真要小引言一、Pomax大，三极管尽限工作=Poma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二、共发射极放大电路的效率问题+VCCRLC1+RBuce三、放大电路的工作状态甲类(=2)tiCO

Icm2ICQtiCO

Icm2ICQ乙类(=)tiCO

IcmICQ2甲乙类(

<<2)三、放大电路的工作状态甲类(=2)tiCOIcQuCE

iCO

tiCO

QQ乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。QuCEiCOtiCOQQ乙类工作状态失真大，静态电流5.1.1乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)(OCL—OutputCapacitorless)一、电路组成及工作原理RLV1V2+VCC+ui+uoVEEui>0V1导通V2截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui<0V2导通V1截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0V1、V2截止5.1.1乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)一、电问题：当输入电压小于死区电压时，三极管截止，引起

交越失真。交越失真输入信号幅度越小失真越明显。问题：交越失真输入信号幅度越小失真越明显。令则：时管耗最大，即：每只管子最大管耗为0.2Pom5.选管原则PCM>0.2PomU(BR)CEO>2VCCICM>VCC/RLRLV1V2+VCC+ui+uoVEE4.管耗令则：时管耗最大，即：每只管子最大管耗为0.2Pom5.例1已知：VCC=VEE=24V，RL=8，忽略UCE(sat)

求Pom以及此时的PDC、PC1，并选管。[解]PDC=2V2CC/RL=2242//(8)=45.9(W)RLV1V2+VCC+ui+uoVEE例1已知：VCC=VEE=24V，RL==0.5(45.936)=4.9(W)U(BR)CEO>48VICM>24/8=3(A)可选：U(BR)CEO=60100VICM=5APCM=1015W=0.5(45.936)=4.9(W)U(B5.1.2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tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真思路：电路：RLRV3V4V1V2+VCC+ui+uoVEEV55.1.2甲乙类互补对称功率放大电路一、甲乙类双电源互补5.1.2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)，V1

微导通充分导通微导通；V2微导通截止微导通。当ui>0(至)，V2

微导通充分导通微导通；

V1微导通截止微导通。5.1.2甲乙类互补对称功率放大电路当ui=0时克服交越失真的电路V1V2V3V4V1V2RtB1B2V1V2V3R2R1克服交越失真的电路V1V2V3V4V1V2RtB1B2V1V实际电路V4RL+VCC+uoV1V2V3VEER*1R2R3R4RL+VCC+uoV1V2V3V4V5VEE+uiR实际电路V4RL+VCC+V1V2V3VEER*1R2R3二、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=2V2CC/RLPDC=2V2CC/RL3.效率PDC=2VCCIcm/

实际约为60%最大输出功率时：二、功率和效率RLV1V2+VCC++VEE1.输出功率二、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+(1+1)rbe22(1+1)ib11ib1ibicie(1+2+12)ib1V1V2二、复合管互补对称放大电路1.复合管(达林顿管)目的：实现V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNPV1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPP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。构成复合管的规则：1)B1为B，C1或E1接BV1V2练习：接有泻放电阻的复合管：V1V2ICEO12ICEO1R泻放电阻减小V1V2练习：接有泻放电阻的复合管：V1V2ICEO12V1、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RLRPV4+VCCV5V1V2R2RB1RB2+uo+ui+++V6V7V8EUB3R1R5R3IC8RE1RE2R4V3UB8V1、V3—NPNV2、V4—PNPR3、R5—RE1、RE2—稳定“Q”、过流保护取值0.10.5V5V7、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。UEUB8IB8IC8UB3UERE1、RE2—稳定“Q”、过流保护取值0.1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图5.1差分对管，构成前置放大级镜像恒流源，NPNPNP因PNP三、甲乙类单电源互补对称放大电路—OTL电路(OutputTransformerless)RLRBV4–VEE+VCCV5V1V2CERERB1RB2+uo+ui+++CE电容C的作用：1)充当VCC/2电源2)耦合交流信号三、甲乙类单电源互补对称放大电路—OTL电路(Output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。当ui=0时:当ui>0时：V2导通，COCL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OCL电路和OTL电路的比较OCLOTL电源双电源单5.2

集成功率放大器及其应用引言

5.2.2DG810集成功放及其应用

5.2.3TD2040集成功放及其应用

5.2.1LM386集成功放及其应用5.2集成功率放大器引言5.2.2DG810集成组成：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、过热保护引言组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：输出功率大、效率5.2.1

LM386集成功放及其应用1.典型应用参数：直流电源：412V额定功率：660mW带宽：300kHz输入阻抗：50k12348765引脚图5.2.1LM386集成功放及其应用1.典型应用参数：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2.内部电路1.8开路时，1.8交流短路电压串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)V11、V12用于消除交越失真V8、V10

构成PNP准互补对称V1、V6：V3、V5：V2、V4：射级跟随器，高Ri双3.典型应用电路3.典型应用电路

LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610F36k10F100F220F0.1F810.047F+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LM5.2.2

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=15V时输出功率6W+VCCuiC9R1R4C2DG81011294785C1C8C7C4C5C65F100k.01F100F1000pF0.1F4

564700pF10100F100F100R3R21000F100FC101电源滤波5.2.2DG810集成功放及其应用—标准音频功率放大5.2.3

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：2.5~20V开环增益：80dB功率带宽：100kHz输入阻抗：50k输出功率：22W(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15W交流电压串联负反馈R1C2220k68022FR3R2ui12435C1C7C3C4C5C61F22k220F220F0.1F45+VCC(16V)20400.01F0.1F-VEE(-16V)R4大电容滤除低频成分小电容滤除高频成分5.2.3TD2040集成功放及其应用特点：输出短路保单电源(OTL)应用：交流电压串联负反馈使U1=0.5VCCC268022FR4ui435C1C6C3C4C5C71F22

k2.2F220

F0.1

F45

+VCC(16V)0.01

FR6R522

k22k22

kR2R321R1204035430dB单电源(OTL)应用：交流电压串联负反馈使U1=0.51.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小Q

较低乙类失真大效率最高ICQ=0

Q

最低tiCO

ICQiCO

ICQttiCO

ICQ2.OCL和OTL功放电路的特性1.功率管的工作类型类别特点Q点波形无失真ICQOCLOTL优点缺点

主要公式结构简单，效率高，频率响应好，易集成结构简单，效率高，频率响应好，易集成，单电源双电源，电源利用率不高输出需大电容，电源利用率不高最大输出功率直流电源消耗功率效率最大管耗OCLOTL优点缺点结构简单，效率高，结构简单作业：P2205.2.4P2215.3.5作业：P2205.2.4谢谢！谢谢！41谢谢！谢谢！42掌握内容功率放大电路的计算理解内容甲乙类互补对称功率放大重点掌握内容功率放大电路的计算理解内容甲乙类互补对称功率放大重点掌握内容功率放大电路的计算理解内容甲乙类互补对称功率放大重点功率放大电路第五章5.1互补对称功率放大电路5.2集成功率放大器及其应用人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。掌握内容功率放大电路的计算理解内容甲乙类互补对称功率放大重点43功率放大电路第

五章5.1互补对称功率放大电路5.2集成功率放大器及其应用功率放大电路第五章5.1互补对称功率放大电路5.2集5.1互补对称功率放大电路

引言5.1.2甲乙类互补对称功率放大电路5.1.1乙类双电源互补对称功率放大电路5.1互补对称功率引言一、

功率放大的特殊要求

Pomax

大，三极管尽限工作=Pomax/PDC要高失真要小引言一、Pomax大，三极管尽限工作=Poma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二、共发射极放大电路的效率问题+VCCRLC1+RBuce三、放大电路的工作状态甲类(=2)tiCO

Icm2ICQtiCO

Icm2ICQ乙类(=)tiCO

IcmICQ2甲乙类(

<<2)三、放大电路的工作状态甲类(=2)tiCOIcQuCE

iCO

tiCO

QQ乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。QuCEiCOtiCOQQ乙类工作状态失真大，静态电流5.1.1乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)(OCL—OutputCapacitorless)一、电路组成及工作原理RLV1V2+VCC+ui+uoVEEui>0V1导通V2截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui<0V2导通V1截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0V1、V2截止5.1.1乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)一、电问题：当输入电压小于死区电压时，三极管截止，引起

交越失真。交越失真输入信号幅度越小失真越明显。问题：交越失真输入信号幅度越小失真越明显。令则：时管耗最大，即：每只管子最大管耗为0.2Pom5.选管原则PCM>0.2PomU(BR)CEO>2VCCICM>VCC/RLRLV1V2+VCC+ui+uoVEE4.管耗令则：时管耗最大，即：每只管子最大管耗为0.2Pom5.例1已知：VCC=VEE=24V，RL=8，忽略UCE(sat)

求Pom以及此时的PDC、PC1，并选管。[解]PDC=2V2CC/RL=2242//(8)=45.9(W)RLV1V2+VCC+ui+uoVEE例1已知：VCC=VEE=24V，RL==0.5(45.936)=4.9(W)U(BR)CEO>48VICM>24/8=3(A)可选：U(BR)CEO=60100VICM=5APCM=1015W=0.5(45.936)=4.9(W)U(B5.1.2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tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真思路：电路：RLRV3V4V1V2+VCC+ui+uoVEEV55.1.2甲乙类互补对称功率放大电路一、甲乙类双电源互补5.1.2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)，V1

微导通充分导通微导通；V2微导通截止微导通。当ui>0(至)，V2

微导通充分导通微导通；

V1微导通截止微导通。5.1.2甲乙类互补对称功率放大电路当ui=0时克服交越失真的电路V1V2V3V4V1V2RtB1B2V1V2V3R2R1克服交越失真的电路V1V2V3V4V1V2RtB1B2V1V实际电路V4RL+VCC+uoV1V2V3VEER*1R2R3R4RL+VCC+uoV1V2V3V4V5VEE+uiR实际电路V4RL+VCC+V1V2V3VEER*1R2R3二、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=2V2CC/RLPDC=2V2CC/RL3.效率PDC=2VCCIcm/

实际约为60%最大输出功率时：二、功率和效率RLV1V2+VCC++VEE1.输出功率二、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+(1+1)rbe22(1+1)ib11ib1ibicie(1+2+12)ib1V1V2二、复合管互补对称放大电路1.复合管(达林顿管)目的：实现V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNPV1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPP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。构成复合管的规则：1)B1为B，C1或E1接BV1V2练习：接有泻放电阻的复合管：V1V2ICEO12ICEO1R泻放电阻减小V1V2练习：接有泻放电阻的复合管：V1V2ICEO12V1、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RLRPV4+VCCV5V1V2R2RB1RB2+uo+ui+++V6V7V8EUB3R1R5R3IC8RE1RE2R4V3UB8V1、V3—NPNV2、V4—PNPR3、R5—RE1、RE2—稳定“Q”、过流保护取值0.10.5V5V7、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。UEUB8IB8IC8UB3UERE1、RE2—稳定“Q”、过流保护取值0.1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图5.1差分对管，构成前置放大级镜像恒流源，NPNPNP因PNP三、甲乙类单电源互补对称放大电路—OTL电路(OutputTransformerless)RLRBV4–VEE+VCCV5V1V2CERERB1RB2+uo+ui+++CE电容C的作用：1)充当VCC/2电源2)耦合交流信号三、甲乙类单电源互补对称放大电路—OTL电路(Output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。当ui=0时:当ui>0时：V2导通，COCL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OCL电路和OTL电路的比较OCLOTL电源双电源单5.2

集成功率放大器及其应用引言

5.2.2DG810集成功放及其应用

5.2.3TD2040集成功放及其应用

5.2.1LM386集成功放及其应用5.2集成功率放大器引言5.2.2DG810集成组成：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、过热保护引言组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：输出功率大、效率5.2.1

LM386集成功放及其应用1.典型应用参数：直流电源：412V额定功率：660mW带宽：300kHz输入阻抗：50k12348765引脚图5.2.1LM386集成功放及其应用1.典型应用参数：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2.内部电路1.8开路时，1.8交流短路电压串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)V11、V12用于消除交越失真V8、V10

构成PNP准互补对称V1、V6：V3、V5：V2、V4：射级跟随器，高Ri双3.典型应用电路3.典型应用电路

LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610F36k10F100F220F0.1F810.047F+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LM5.2.2

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