第五章：功率放大电路

第五章功率放大电路1例1：

扩音系统电压放大功率放大

信号提取执行机构功率放大器的作用：做放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。概述25.1功放电路的一般问题1.功放电路的特点及主要研究对象

特点：

（1）功放电路的作用是要输出尽可能大的不失真的输出功率和尽可能高的输出效率。

故其主要指标是输出功率和输出效率。

（2）功放电路工作在大信号状态，故分析方法采用图解法。

3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

、VCEM

、PCM

。电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。管子的散热问题功放电路的一般问题

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电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。=PoPV100%Po:负载上得到的交流信号功率。PV

：电源提供的直流功率。5射极输出器输出电阻低，带负载能力强，可以用做功率放大器吗？答：不合适，因为效率太低。votvo问题讨论ibRbvoVCCviREQicvceVCC

/REVCC6射极输出器效率低的原因一般射随静态工作点（Q）设置较高（靠近负载线的中部），信号波形正负半周均不失真*。电路中存在的静态电流（IC），在晶体管和射极电阻中造成较大静态损耗，致使效率降低。*这种工作方式称为甲类放大。72.功放电路提高效率的主要途径

甲类放大器在整个信号周期内都有电流流过。效率最高达50%。甲乙类放大器在整个信号周期内半个周期以上有电流流过。乙类放大器在整个信号周期内半个周期有电流流过。82.功放电路提高效率的主要途径

功放电路提高效率的方法：减小IC,使管子工作在乙类或甲乙类状态。

存在问题：输出波形严重失真。

解决办法：采用两个工作在乙类或甲乙类的互补管子。9

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:OutputCapacitorLess互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、

PNP各一支；两管特性一致。类型：5.2乙类双电源互补对称功率放大器10ic1ic2

静态时：vi=0V,T1、T2均不工作vo

=0v。动态时：vi

0vT1截止vi>

0vT1导通T2截止iL=ic1;vi-VCCT1T2vo+VCCRLiLiL=ic2

。T2导通**

T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，称为乙类放大。1.电路组成（OCL电路）

11iBvBEVTvitQiCvceVCC

/REVCCib乙类放大的波形关系特点iBtiCt

静态电流IC、IB等于零；每管导通时间于半个周期；存在失真。

122.分析计算

假设vi为正弦波且幅度足够大，T1、T2导通时均能饱和，此时输出达到最大值。若忽略晶体管的饱和压降，则负载（RL)上的电压和电流分别为：VomiL-VCCRLviT1T2vo+VCCT1、T2工作在射随器状态，当输入信号足够大时：Vim=Vom=Vcem

=VCC-

VCESVCCIom

=Icm=VCC/RLAV113Po

=负载上得到的最大功率Pom为：Pom

=14管耗PT一个管的管耗PT1两个管的管耗PT15直流电源供给的功率PV两个管子消耗的功率负载得到的功率当输出电压幅值达到最大，即VomVCC时电源供给的最大功率16效率当VomVCC时，则：乙类互补功放的最大效率为78.5%173.功率BJT的选择最大管耗和最大输出功率的关系乙类互补对称电路的Po、Pv、PT1随Vom/VCC变化的关系曲线18功率BJT的选择（1）每只BJT的最大允许管耗PCM必须大于

PT1m0.2Pom（3）通过BJT的最大集电极电流为VCC/RL，所选用BJT的ICM一般不宜低于此值。19各参数值均小于极限参数，故可安全工作。20克服交越失真交越失真的含义当输入信号vi为正弦波时，输出信号在过零前后出现的失真便为交越失真。5.3甲乙类互补对称功率放大电路tvo交越失真vitiC1iC2+VCC-VCCvLiLRLT1T2vi21克服交越失真的措施：采用甲乙类互补功放电路uitUTtiBIBQ甲乙类放大的波形关系iCQuceUSC

/REUSCIBQICQiCuBEiBib存在较小的静态电流ICQIBQ。每管导通时间大于半个周期，基本不失真。

特点22iC1iC2+VCC-VCCvLiLRLT1T2viT3:前置放大极，共射组态。工作在甲类状态。D1、D2:垫起起始电压，静态时为T1、T2提供微导通的偏置电压。D1、D2、Rc3:T3集电极负载。T1、T2两管发射结电位分别为二极管D1，D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态；Re3D1D2Rc3T3vi1.甲乙类双电源互补对称电路（OCL电路）

T1、T2：组成甲乙类互补功放。静态时23iC1iC2+VCC-VCCvLiLRLT1T2*两管导通时间均比半个周期大一些的工作方式称为甲乙类放大。vi=0，T1、T2微导通iC1=-iC2，vL=0Vi>0，T1截止,T2导通Re3D1D2Rc3T3viVi<0，T2截止,T1导通iL=iC2vL=iC2RLiL=iC1vL=iC1RL偏置电压不好调动态时241.甲乙类单电源互补对称电路（OTL电路）

ReD1D2Rc3DR1R2RLVCCvoviKC+++C1CeT1T2T3b1b2b3T3:前置放大极，共射组态。工作在甲类状态。T1、T2：组成甲乙类互补功放。D1、D2:垫起起始电压，使T1、T2静态处于微导通。静态时T1、T2两管均处于微弱导通状态。vi=0VK=VC=VCC/2vL=025ReD1D2Rc3DR1R2RLVCCvoviKC+++C1CeT1T2T3b1b2b3Vi正半周：T1截止,T2导通，有电流流过负载，VCC/2通过电容C放电。Vi负半周，T2截止，T1导通，有电流流过负载，同时给电容C充电。iL=iC2vL=iC2RLiL=iC1vL=iC1RL动态时当RLC（时间常数）足够大，>>信号的最长周期，其效果相当于电压为+VCC/2和-VCC/2的OCL电路。且计算时将公式中的VCC用VCC/2代替即可。26ReD1D2Rc3DR1R2RLVCCvoviKC+++C1CeT1T2T3b1b2b3该电路引入直流、交流电压负反馈VKVB3IB3IC3VC3VK27此电路存在的问题：Vi负半周：b1点信号Rc3、vBE1的压降的影响VK从而限制了ib不能太大，使T1的管压降不能达到饱和，降低了正向输出幅度。解决办法：采取自举措施，抬高D点电位，使VD>VCC。ReD1D2Rc3DR1R2RLVCCvoviKC+++C1CeT1T2T3b1b2b3C3R328ReD1D2Rc3DR1R2RLVCCvoviKC+++C1CeT1T2T3b1b2b3C3R3Vi=0时：带自举的单电源互补对称电路vD=VD=VCC-IC3R3vK=VK=VCC/2vC3=vD-vK=VCC/2-IC3R3因为R3C3时间常数足够大，则C3两端电压基本为常数，不随vi变化。Vi负半周：T1通，vK

从VCC/2正向vD=vC3+vK

>VCCib

输出幅度295.4集成功率放大器通用型低电压音频集成功放LM386电路组成：vivovi反相输入端同相输入端VCC地30vivoVCCvi输入级中间级输出级地31性能参数LM386电压