第九章功率放大电路

第9章功率放大电路9.1功率放大电路概述9.2互补功率放大电路一、什么是功率放大器？

在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器9.1概述二、功率放大电路与普通放大电路的比较

功率放大电路：能够向负载提供足够信号功率的放大电路，主要要求获得一定的不失真或失真较小的输出功率；电路工作在大信号状态，研究的问题是提高输出功率和效率。共同点：都是能量转换电路，把直流能量转换为交变能量不同点：普通放大电路：主要用于增强电压幅值或电流幅值，如电压放大电路主要要求是使负载获得不失真的电压信号，输出的功率并不一定大；电路工作在小信号状态，研究的问题是电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。三、功率放大电路的特点1、性能指标：

最大输出功率：功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率，是交流功率，在电路参数确定的情况下负载上可能获得的最大交流功率。对功放电路的要求是输出的功率尽可能的大。

转换效率：最大输出功率与电源所提供的功率之比。

电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。Pom:负载上得到的交流信号功率。PV：电源提供的直流功率。2、功率放大电路中晶体管

在功放电路中,为了使输出功率尽可能的大,要求晶体管工作在尽限应用状态,即晶体管集电极电流的最大值接近最大集电极电流ICM，管压降的最大值接近c-e反向击穿电压U(BR)CEO，集电极消耗功率的最大值接近集电极最大耗散功率PCM,因此在选管子的时候要注意极限参数的选择,以保证管子安全工作.晶

体

管

的

极

限

参

数5、分析方法：由于是大信号作用，所以采用图解法。3、电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。4、功放管散热和保护问题

功放电路中很大一部分功率被集电极消耗掉，使结温上升，为充分利用允许的管耗输出足够大的功率，散热非常重要。使用时必须安装散热片，有时还要采取各种保护措施。四、功放电路的分类

功放电路按结构分为：1、变压器耦合功放

变压器耦合功放是最早采用的功率放大电路，主要特点为：电路简单，体积大，输出功率小。效率低，η≤50％。频率响应差，失真大。2、无输出变压器的功率放大电路（OTL）

OTL采用单电源供电，主要特点为：

采用互补推挽电路作为电路的输出级，该电路易集成，体积小，输出功率大。效率较高，η≤78.5％。静态时uC=VCC/2低频段频率响应差。3、无输出电容的功率放大电路（OCL）

OCL功放为对称双电源供电，主要特点为：采用互补推挽电路作为电路的输出级，该电路易集成，是本章讨论的重点。效率较高，η≤78.5％。静态时uO=0。频率响应好。－VCC五、功放电路输出级晶体管的工作状态

根据晶体管静态偏置的不同，功放电路分为：甲类、乙类、甲乙类和丙类功率放大器。1、甲类状态（Q点设在负载线中央）若晶体管在信号的整个周期内均导通（即导通角θ=360˚），则称之工作在甲类状态，构成的功放叫甲类功放，如变压器耦合功放。2、乙类状态静态电流为0，晶体管仅在正弦信号的半个周期内导通（即导通角θ＝180˚），则称之工作在乙类状态，构成的功放叫乙类功放。如OTL、OCL。3、甲乙类状态

若晶体管的导通时间大于半个周期且小于一个周期（即导通角θ＝180˚～360˚

），则称之为甲乙类状态。如消除交越失真的OCL电路。甲乙类功放的静态时消耗功率低于甲类高于乙类。9.2互补功率放大电路一、OCL电路的组成原始的互补功率输出级电路

每只晶体管只担任半个周期信号放大。-VCC二、工作原理（设ui为正弦波）ic1ic2

静态时：ui=0Vic1、ic2均=0（乙类工作状态）

uo=0V动态时：ui

0VT1截止，T2导通ui>0VT1导通，T2截止iL=ic1

;iL=ic2T1、T2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。输入输出波形图uiuououo´交越失真死区电压三、消除交越失真的OCL电路

静态时:

动态时：设ui加入正弦信号。正半周T2截止，T1基极电位进一步提高，进入良好的导通状态；负半周T1截止，T2

基极电位进一步降低，进入良好的导通状态。使UB1B2略大于T1管和T2管的发射极开启电压之和，致使两管均处于微弱导通状态——甲乙类工作状态T1和T2管在ui作用下输入特性中的图解分析特点：存在较小的静态电流ICQ、IBQ。每管导通时间大于半个周期，基本不失真。四、OCL电路的输出功率及效率最大不失真输出电压的有效值：

当输入信号足够大，且又不产生饱和失真时，电路的图解分析如图所示。功放电路分析计算的几个主要参数：

Pom——最大交流输出功率

η——效率η＝Pom/PV

PT——晶体管的功率损耗（管耗）最大输出功率：每个电源只提供半个周期的