电路与电子-第6章功率放大

模拟电子技术6.1

功率放大电路的特殊问题6.2

互补对称功率放大电路6.3*

集成功率放大电路第6章功率放大电路基本教学要求：掌握功放基本概念及主要特点；掌握OCL甲乙类互补对称电路组成和工作原理、最大输出功率和效率的估算方法；理解放大电路的主要技术指标和交越失真概念；了解功放中甲类、甲乙类和乙类的含义；了解集成功放的特点。例1：扩音系统电压放大功率放大

信号提取

功率放大电路的作用：是放大电路的输出级，输出足够功率,以驱动负载工作。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等.6.1功率放大电路特点（4）功放管的保护

功率放大电路是一种能够向负载提供足够大的功率的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电流。管子工作在接近极限状态。一般直接驱动负载，带载能力要强。

要解决的问题

（2）提高转换效率

（3）减小失真

（1）输出大功率

主要技术指标:

（1）最大输出功率Pom

：在电路参数确定的情况下负载可能获得的最大交流功率。

分析方法:

工作于大信号状态，功放管的非线性不可忽略，宜采用图解分析法。

（2）转换效率

：最大输出功率与电源提供的功率之比，即直流电源提供功率负载输出交流功率甲乙类180°～360°导电乙类180°导电丙类<180°导电甲类360°导电三极管的工作状态根据三极管导通时间将功率放大器分为四种类型问题讨论不适合，效率太低。晶体管在整个周期导通------甲类功放.射极输出器适合用做功率放大器吗?(1)在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。(2)要求提高效率。对功率放大电路的基本要求:提高效率途径：降低静态工作点，减少功放管的损耗。甲类：无信号时，功率完全消耗在管子上并转化为热量，有信号时一部分转化为有用功率。乙类：ICQ=0，信号为零时电源输出功率为零，而且信号越大，电源输出功率越大，效率较高，但失真严重。所以，功放提高效率的主要途径是：降低静态工作点,减少功放管的损耗。采用甲乙类工作状态最合适，因为甲类效率太低，丙类失真太大，乙类会产生交越失真。提高效率与减少失真如何兼得——互补输出级。6.2互补对称功率放大电路互补对称电路：电路中两个不同类型的晶体管（NPN、PNP各一支）交替工作，且均为射极输出形式的电路。

互补对称功放的类型

无输出变压器形式

（OTL电路）无输出电容形式

（OCL电路）OTL:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLessT1、T2对称，由两个射随组成；双电源供电。输出阻抗小，带负载能力强。一、双电源互补功率放大电路(OCL功放电路)(1)电路组成

由一对特性相同的互补三极管(NPN、PNP)组成。这种电路也称为OCL互补功率放大电路。特点:（2）工作原理静态时：ui=0V，uo=0V动态时：ui>

0vui>

0vT1导通T2截止iL=ie1;ui

0vT1截止iL=ie2

。T2导通ie1ie2iL两个管子轮流交替工作，在负载上得到完整波形。T1和T2交替工作，电源交替供电，称之为互补。每个管子导通180°-------乙类功放。乙类功放电路能否正常工作？为什么？如果出现问题如何解决？问题:Multisim仿真:（a）输入输出电压波形（b）输出电压波形输出电压波形出现失真.交越失真：当输入信号ui为正弦波时，输出信号在过零附近出现的失真,称为交越失真。产生原因：晶体管特性存在非线性，当输入电压小于三极管的开启电压时,三极管均处于截止状态。消除交越失真的方法：设置合适的静态工作点.T1、T2基极之间电压：保证T1、T2均处于微导通状态。+15V经R1,D1,D2,R2到-15V方法1:增加Ｒ１、Ｄ２、Ｄ２、R2。静态时存在直流电流通路：利用二极管提供偏置电压-----甲乙类互补功率放大电路(c)消除较越失真后输出电压波形方法2:采用UBE倍增偏置电路可以调整R1或R2满足实际偏置需要。（3）参数计算

设互补功率放大电路的静态电流很小，可认为静态工作点在横轴上，即为乙类工作状态。静态时：最大不失真输出电压UOM=VCC-UCES

最大不失真输出电压有效值：1)最大输出功率：电源提供的电流：2)电源提供的总功率：

直流电源提供的功率为半个正弦波的平均功率，信号越大，电流越大，电源功率也越大.3)转换效率：4)三极管的管耗PT：

电源提供的直流功率，有一部分通过三极管转换为输出功率，剩余的部分则主要消耗在三极管上，形成三极管的管耗。显然

:总管耗：最大78%总管耗：单管管耗：管耗与输出电压的峰值UOM成非线性关系,有一个最大值。可用PT1对UOM求导的办法找出这个最大值。PT1对UOM求导，并令其为0，可得将UOM代入PT1的表达式，可得（4）选择功率管原则：在功率放大电路中，应根据晶体管所承受的最大管压降、集电极最大电流和集电极最大功耗来选择晶体管。因此，选择晶体管时，其极限参数组成原则：各管工作于放大区，且各极电流有合适的通路；为实现电流的连续放大，前级发射级或集电极电流为后级的基极电流。

第一只管子的射极（或集极）接第二只管子的基极。1、复合管的组成二、复合互补对称电路为增大电流