模电-第九章功率放大电路

第九章功率放大电路第9章9.1概述9.2互补功率放大电路（OCL）第9章本章重点OCL互补功率放大电路组成及工作原理。第9章9.1概述能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路（简称功放）。在实用电路中，往往要求放大电路的输出级输出一定的功率，以驱动负载。功率放大电路是在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。功率管工作在大信号状态（尽限应用状态）。因此，从功放电路的组成和分析方法到元器件的选择，都与小信号放大电路有着明显的区别。1.主要技术指标9.1.1功率放大电路的特点1）最大输出功率Pom

2）转换效率放大电路提供给负载的信号功率称输出功率(交流功率)。Po=Io

Uo（有效值）Pom指负载上可能得到的最大交流功率。功率放大电路的最大输出功率与电源所提供的功率之比。

=Pom/Pv电源提供的功率是直流功率，其值等于电源输出的平均电流与电源电压之积。2.功率放大电路中的晶体管3.功率放大电路的分析方法功放电路中,晶体管一般工作在极限工作状态。集电极电流接近ICM（最大集电极电流）；c-e间压降接近U（BR）CEO（c-e间击穿电压）；管耗接近PCM（最大功耗）。（功放管一般为大功率管,使用应注意散热问题。）由于功率电路的输出电压和电流都很大,不能采用适用于小信号的交流等效电路分析方法,而采用图解法。第9章第9章9.1.2功率放大电路的组成一、共射放大电路不宜用作功率放大电路＋Uo－RLRCRb＋Ui－T+Vcc直流负载线交流负载线iCuCEQICQABODECVCCUCEQ原因：电路输出功率小，电源使用效率低。管集电极耗散功率RC功率损耗及RL获得功率ABOC面积为直流电源提供功率第9章二、变压器耦合功率放大电路iCuCEQICQOAB2VCCVCC理想情况下最大效率为50%。Pom=1/2(ICQVCC)RLRb＋Ui－T+VccN1N2电源提供功率最大输出功率交流负载线（通过调匝数比，可使B点为2VCC）直流负载线（N1电阻可略）（1）晶体管工作在甲类状态在放大电路中，当输入信号为正弦波时，晶体管在信号的整个周期内均导通（导通角为360）。（2）晶体管工作在乙类状态晶体管仅在正半周或负半周导通（导通角为180）。（3）晶体管工作在甲乙类状态晶体管的导通时间大于半个周期且小于1个周期（导通角为180360）。•晶体管工作状态的分类除此之外，还有丙类状态（导通角<180)

、丁类状态（工作在开关状态，仅饱和导通时消耗功率。）tuCEiCiCIB=0Q00(3)乙类工作状态（半周导通）(2)甲乙类工作状态(1)甲类工作状态（全导通）tuCEiCiCQ00IB=0tuCEiCiCQ00IB=0第9章•变压器耦合乙类推挽功率放大电路两只管子在信号的正负半周交替工作称“推挽”工作方式。优点：可实现阻抗变换。缺点：笨重、效率较低、高、低频特性较差。第9章三、无输出变压器的功率放大电路（OTL）用大电容取代变压器，T1、T2特性对称，工作在乙类。A采用单电源供电，静态时A点电位为1/2VCC。(OTL是OutputTransfomerless缩写)四、无输出电容的功率放大电路（OCL）BJT工作在乙类。(OCL是OutputCapacitorless缩写)采用双电源供电，静态时A点电位为0V。-VCCA五、桥式推挽功率放大电路（BTL）不用变压器和大电容,单电源供电。静态时：URL=0V。动态时：T1和T4,T2和T3交替工作（乙类)。(BTL是BalancedTransfomerless

缩写)第9章9.2互补功率放大电路（OCL）一、基本电路9.2.1OCL电路的组成及工作原理第9章二、改进电路（BJT工作在甲乙类状态）静态时通过调节R1或R3使E点电位UE=0V。增加R2、D1、D2用以消除交越失真。动态时uB1

uB2ui（R2及D1、D2动态电阻很小）。第9章9.2tuiuBE1-uBE2O1O2iB2iB1T1管输入特性T2管输入特性iB1iB2两管工作在甲乙类状态，在输入信号正半周，主要由T1管工作，负半周则主要为T2管。T1和T2管在ui作用下输入特性中的图解分析第9章9.2.2OCL电路的输出功率及效率一、OCL电路的图解分析最大不失真输出电压幅度第9章二、输出功率及效率计算最大不失真输出电压有效值：最大输出功率：电源提供的电流：电源提供的平均功率：整理后得：理想情况下(UCES=0):第9章9.2.3OCL电路中晶体管的选择2.集电极最大电流1.最大管压降截止管承受压降。第9章3.BJT集电极最大功耗UCES=0时，经推倒，可得：电源提供的功率除转换为输出功率外，其余部分主要消耗在晶体管上，存在：PTPV-PO。当ui最大时PO最大，但此时管压降小，PT也小。例1：已知VCC=15V，输入电压为正弦波，晶体管的饱和压降|UCES|=3V，电压放大倍数约为1，负载电阻RL=4。求解负载上可能获得的最大功率和效率；2.若输入电压最大有效值为8V，则负载上能够获得的最大功率为多少？1.

2.

解：例2：电路如图所示,已知负载所需最大功率为16W，负载电阻为8

。设晶体管的饱和压降|UCES|=2V，试问：1.电源电压至少为多少？若电源电压取20V，则体管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最