第6章功率放大电路

第6

章功率放大电路一、功率放大的任务输出足够大的功率去驱动负载（扬声器、伺服电机等）。二、功率放大的特殊问题1.输出电压、电流幅度大，三极管工作极限状态。2.管子接近饱和或截止，输出有一定非线性失真。3.需加散热器，以提高管子承受较大管耗。4.效率

=Pomax

/PE

要高。性能分析以功率、管耗、效率为主。5.采用图解法分析功率放大电路6.1功率放大电路的要求与分类三、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四、功率放大电路工作状态的分类放大电路的工作状态甲类(=2)tiCO

Icm2ICtiCO

Icm2IC乙类(=)tiCO

IcmIC2甲乙类(

<<2)Q3uCE

iCO

tiCO

Q1Q22.乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。3.甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。1.甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。类型与效率6.2.1乙类双电源互补对称功放电路6.2.2甲乙类双电源互补对称功放电路6.2OCL互补对称功率放大电路6.2.1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

=iC2RL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。ui

=0V1、V2截止二、功率和效率RLV1V2+VCC+ui+uoVEE二、功率和效率RLV1V2+VCC+ui+uoVEE1.输出功率最大输出功率2.电源功率PE=2V2CC/RL3.效率实际约为60%每只管子最大管耗为

0.2Pom4.管耗5.选管原则PCM>0.2PomICM>VCC/RLU(BR)CEO>2VCC例

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)=0.5(45.936)=4.9(W)U(BR)CEO>48VICM>24/8=3(A)可选：U(BR)CEO=60100VICM=5APCM=1015WRLV1V2+VCC+ui+uoVEE6.2.2OCL甲乙类双电源互补对称功放电路一、交越失真的问题1.问题：当输入电压小于阈值电压Uon时，三极管截止，引起

交越失真。交越失真输入信号幅度越小越明显tiCO

IC1IC22.克服交越失真的思路：交越失真T1、T2有一段共同导通的时间，流过负载的电流不失真。RLV1V2+VCC+ui+uoVEE二、减少交越失真的措施1.利用二极管和电位器产生偏置电压：RLR1D1D2T1T2+VCC+ui+uoVEET3R2+UB1B2–UB1B2给T1、T2提供静态电压。当ui

=0时，T1、T2

微导通；

IB1=–IB2，

IE1=–IE2，IL=0IB1IB2IE1IE2当ui

<0(至)，T1

微导通

充分导通

微导通；T2

微导通

截止

微导通。当ui

>0(至)，T2

微导通

充分导通

微导通；T1微导通

截止

微导通。

2.克服交越失真的其它电路T1T2T3T4T1T2RtB1B2实际电路T4RL+VCC+uoT1T2T3VEER*1R2R3R4T1T2T3R2R1RL+VCC+uoT1T2T3T4T5VEE+uiR一、电路和工作原理甲乙类单电源对称功率放大电路

—OTL电路(OutputTransformerless

)K电容C的作用：充当VCC/2电源(2)耦合交流信号当

ui

=0时，当ui

>0

时,T2导通，C放电，T2的等效电源电压0.5VCC。当

ui

<

0时,

T1导通，C充电，T1的等效电源电压

+0.5VCC。RLRcV4+VCCV5T1T2CeReRb1Rb2+uo+ui+++C6.3OTL互补对称功率放大电路二、OCL和OTL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

复合管(达林顿管)的目的：实现管子参数的配对iB1(1+1)iB1(1+1)(1+2)B1=(1+1+2+12)iB1

1

2

rbe=rbe1+(1+1)rbe22(1+1)iB11iB1iBiCiE(1+2+12)iB1T1T2接有泻放电阻的复合管：T1T2ICEO12ICEO1R泻放电阻减小6.4用复合管的互补对称功放电路T1T2NPN+NPNNPNT1T2PNP+PNPPNPT1T2NPN+PNPNPNT1T2PNP+NPNPNP构成复合管的规则：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。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6.5集成功率放大器及其应用

一、集成运放基本使用知识补充（一）集成电路器件命名及主要性能指标1.国标GB-3430-82对集成电路的规定第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分字母符号国标字母器件类型数字系列品种字母工作条件字母封装符号意义符号意义符号意义符号意义C中国制造THECFDWJBTTLHTLECLCMOS线性放大音响电视稳压器接口电路非线性CERM.0~70C-40~85C-55~85C-55~125CWBFDPJKT陶瓷扁平塑料扁平全封闭扁平陶瓷直插塑料直插黑陶瓷直插金属菱形金属圆形2.主要参数1)

输入失调电压UIO使UO=0，输入端施加的补偿电压2)

输入偏置电流IIB几毫伏UO=0时，10nA

1A3)

输入失调电流

IIOUO=0时，1nA

0.1A4)

开环电压增益Aud100140dB5)

差模输入电阻Rid输出电阻Ro几十千欧几兆欧几十欧几百欧6)共模抑制比

KCMR>80dB7)

最大差模输入电压UIdM共模输入UIC过大，K

CMR下降当UId

过大时，反偏的PN结可能因反压过大而被击穿。NPN管UIdM

=5V横向PNP管UIdM

=30VCF741为30V8)最大共模输入电压UICM9)

最大输出电压幅度UOPP输出级为OCL电路一般比电源电压小一个UCE(sat)如电源电压15V，UOPP为

1314VCF741为13V（二）集成运放使用注意事项

1.

集成运放的封装和引脚排列封装形式:金属圆形、双列直插式、扁平式封装材料:陶瓷、金属、塑料例:塑封双列直插式(DIP)CF741DIP—DualIn-LinePakage2.集成运放使用注意事项（1）查阅手册了解引脚的排列及功能；（2）检查接线有否错误或虚连，输出端不能与地、电源短路；（3）输入信号应远小于UIdM

和UICM，以防阻塞或损坏器件；（4）电源不能接反或过高，拔器件时必须断电；（5）输入端外接直流电阻要相等，小信号高精度直流放大需调零。二、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2.内部电路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)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准互补对称电压串联负反馈

LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610F36k10F100F220F0.1F810.047F+VCC63.典型应用电路输出电容(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三、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

564700pF10100F100F100R3R21000F100FC10