模电17第三章功放课件

2．功率放大器工作状态的分类

(1)甲类（A类）工作状态

（a）甲类功放的转移特性Q饱和区截止区iCuBE功率管在输入信号的一周期内都导通晶体管导通角θ＝1800

0ωtθ3．4功率输出级电路

1．功放的特点和指标略输出功率大，效率高2023/2/6模电课件2．功率放大器工作状态的分类

(2)乙类(B类)工作状态

QiC饱和区截止区uBE（b）乙类功放的转移特性晶体管只在输入信号正半周工作在放大区(导通)晶体管导通角θ＝900

0ωtθ2023/2/6模电课件(3)甲乙类(AB类)工作状态

晶体管在信号的大半周期间导通，导通角1800＞θ＞900

0ωtθ（c）甲乙类功放的转移特性Q饱和区截止区iCuBE2023/2/6模电课件QECUCESIBQICEOICQUcemIcmUCEQEC/RcABODCIcmUCEQ+ICR’L≈ECUcem3．甲类放大器的输出功率

uCEiC（1）电源提供的平均功率PE为

PE=ECICQ

最大不失真输出电压的幅度

最大不失真输出电流的幅度

RbRcC1+uce-+us-ECQ（3）甲类功放的最大效率η为

（2）电路可能的最大交流输出功率POmax

实际上由于饱和压降UCES和穿透电流ICEO等因素的影响，甲类功放的最大效率η总是小于25%2023/2/6模电课件3．甲类放大器的输出功率

（4）晶体管的最大管耗PTmax

PTmax=PE－Pomin

PT=PE－PoRbRcC1+uce-+us-EC0

PTmax=PE=ECICQ

输入信号为零时，负载和晶体管消耗全部直流功率，晶体管的管耗最大；而当最大输出时，晶体管的管耗最小，Rc为最佳匹配时，输出功率才有可能达到最大交流输出功率POmax。

2023/2/6模电课件(2)乙类(B类)工作状态

QiC饱和区截止区uBE（b）乙类功放的转移特性晶体管只在输入信号正半周工作在放大区(导通)晶体管导通角θ＝900

0ωt2023/2/6模电课件截止区饱和区放大区（3）传输特性uiT2T1RL+uo-ECEEiO死区跟随区死区饱和区跟随区uouii死区：ui=0,±0.5V范围产生非线性失真→交越失真ii跟随区：ui≈u0ui>UBE1→正跟随区ui<UBE1→负跟随区线性区域iii饱合区uo=EC－UCE1(sat)uo=-EE+UCE2(sat)饱合区:产生非线性失真→消波失真2023/2/6模电课件死区死区uoui（4）甲乙类互补推挽电路

消除交越失真方法：为T1和T2提供一定量的静态偏置，使其工作在甲乙类工作状态。

T2T1RL+uo-EC-EEiOuiRRD1

、D2和R构成偏置电路

+UD1_+UD1_UD1=UBE1=UON1UD2=UBE2=UON2

uouiuouiuoui由于静态偏置电流较小，其工作原理和分析方法与乙类近似相同

2023/2/6模电课件IC1=0,VCE1=EC

静态工作点：Q

EC=-EE

（5）乙类互补推挽放大器的图解分析

T2T1RL+uo-EC-EEiOuiRR+UD1_+UD1_uCE1iC1T2T1RL+uo-EC-EEiOuiT1交流负载线：过Q点，斜率为-1/RL的直线iC2uCE2T2静态工作点：Q

IC2=0,VCE2=-EE

QQ交流负载线：过Q点，斜率为-1/RL的直线AUCESUCESUomIomEC=-EE

（1）输出功率

最大不失真输出电压

(Uom)max=EC–UCES

最大不失真输出电流

(Iom)max=(Uom)max

/RL

最大不失真输出功率EC>>UCES

(Uom)max

≈

ECD2023/2/6模电课件（3）最大可能管耗(最大瞬时管耗)单管T1的瞬时功耗为Pc=uCE1iC1(EC-iC1RL)T2T1RL+uo-ECuiuoiC1uCE1=(EC-iC1RL)iC1=ECiC-iC2RL

令dPc

/diC=0,可求得当iC=EC/2RL时，单管最大可能管耗为

PCmax=EC2/2RL

-EC2/4RLPCmax=0.5POmax

PCmax=EC2/4RL

单管T1的瞬时功耗为单管最大可能管耗是最大输出功率的二分之一。最大可能管耗发生在负载线中点处。2023/2/6模电课件（4）直流电源供给的最大功率PEmax

电源EC（或EE）供给T1（或T2）的平均电流ic1ωt电源供给的最大功率为：Iommax(Iom)

max(Uom)

maxRLUomuCE1iC1iC2uCE2QAUCESUCESIomEC=-EE

DPEmax≈Pomax+2PT1max

2023/2/6模电课件（5）最大效率ηmax

>实际效率（6）功率BJT管的选择(1)每只BJT的最大允许管耗PCM必须大于PT1max=0．2Pomax。(2)考虑到当T2接近饱和导通时，-uCE2≈0，此时T1管的uCEl具有最大值，且等于2EC。因此，应选用BUCEO>2EC的管子(3)通过BJT的最大集电极电流为EC／RL，所选BJT的ICM一般不宜低于此值maxmaxmaxuiT2T1RL+uo-ECEEiOUomuCE1iC1iC2uCE2QAUCESUCESIomEC=-EE

D2023/2/6模电课件作业：P1323.133.14

2023/2/6模电课件RR+UD1_+UD1_T2T1RL+uo-EC-EEiOui3．4．3其他乙类推挽功率放大器+uo-RLECuiRb1Rb1T2T1Re1．变压器耦合推挽功放（1）电路结构T1和T2

NPN同型号、相同特性T1T2ECRb1Rb1基极偏置电路EC,Rbl和Rb

消除交越失真T1和T2工作在甲乙类状态Tr1ui1ui2Tr2u1/uL=N1/N2

ic1/iL=N2/N1

设变压器Tr2的初级绕组总匝数为2N1，次级绕组匝数为N2

ui1=-ui2

u1/ic1=(N1/N2)2uL/iL

令：u1/ic1=R'L

R'L1

uL/iL=RL

RL

负载RL折合到初级绕组上半部分的等效电阻R'L1

R’L1R’L2R'L1=(N1/N2)2RLR'L2=(N1/N2)2RLTr2具有阻抗变换的作用,可通过调节N1/N2来实现最佳负载阻抗R'L，得到最大不失真功率2023/2/6模电课件+uo-RLECuiRb1Rb1T2T1Re（2）工作原理分析

ui1ui2iC1iC2iLuiui1ui2iC1iC2iLuo体积大、价格贵、低频响应差、本身有损耗，而且由于漏感和寄生电容的存在，使经过变压器引入深度负反馈时极易引起自激振荡。

2023/2/6模电课件T2T1RL+uo-ECui-ECT2T1RL+uo-ECuiCOTL功放OCL功放大电容，单电源无电容，双电源2023/2/6模电课件T2T1RL+uo-ECui-ECT2T1RL+uo-ECuiC2023/2/6模电课件3．4．4达林顿组态(也称复合管）

T2T1iB1iB2iE1iC1iC2iE2iB2iB1iE2iC2iE1正确的复合管应该满足以下几个条件：①内部电极相连处不能造成电流流向的冲突。②两进一出为NPN，一进两出为PNPTCBE