第八章功率放大电路

8功率放大电路8.1功率放大电路的一般问题8.3乙类双电源互补对称功率放大电路8.4甲乙类互补对称功率放大电路

*8.5集成功率放大器8.2射极输出器——甲类放大的实例

教学内容：本章以分析功率放大电路的输出功率、效率和非线性失真之间的矛盾为主线，逐步提出解决矛盾的措施。在电路方面，以互补对称功率放大电路为重点进行较详细的分析计算。8功率放大电路1．熟练掌握如何解决输出功率、效率和非线性失真三者之间的矛盾；2．熟练掌握乙类互补对称功率放大电路的组成、分析计算和功率BJT的选择；3．正确理解甲乙互补对称功放电路的工作原理及计算。教学要求：8.1功率放大电路的一般问题2.功率放大电路提高效率的主要途径1.功率放大电路的特点及主要研究对象多级放大电路输入级—Ri中间放大级—AV输出级—Ro共集、共射共射、共基共集第5章场效应管第6.2节差分放大电路2个信号相减第8章

功率放大电路直接耦合零漂RiRL特别小第6.1节电流源第6章

集成运算放大器性能改善第7章

反馈技术、方法第8、9、10章运算放大器应用各种功能电路例1：

扩音系统执行机构功率放大器的作用：

用作放大电路的输出级，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。功率放大电压放大信号提取功率放大电路的用途

功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。为了获得大的输出功率，必须使

输出信号电压大；

输出信号电流大；

放大电路的输出电阻与负载匹配。电压放大器一般工作在甲类，三极管360°导电，其输出功率由功率三角形确定。甲类放大的效率不高，理论上不超过25%。5.1功率放大电路的一般问题1.功率放大电路的特点及主要研究对象（2）效率要高（3）非线性失真要小（1）要求输出功率尽可能大

引言前面讨论的放大电路主要增强电压幅度或电流幅度，因而称为电压放大电路或电流放大电路。

（4）功率器件的散热问题——同时输出较大的电压和电流,器件往往接近极限运用状态下工作。

——输出功率大，直流电源消耗功率也大，这就存在一个效率问题。效率是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。——放大电路在大信号下工作，不可避免产生非线性失真。解决输出功率与非线性失真的矛盾——有相当大的功率消耗在管子集电结上，温度升高。管子的散热保护问题

功率放大电路通常是在大信号状态下（极限状态）工作，是以输出较大功率为目的的放大电路。为了获得一定的不失真的输出功率，会出现一些特殊问题：(1)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

、UCEM

、

PCM

。ICMPCMUCEMIcuce分析功放电路应注意的问题功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电流。管子工作在接近极限状态。一般直接驱动负载，带载能力要强。(3)电源提供的能量尽可能地转换给负载，以减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。Pomax

:负载上得到的交流信号功率。PV：电源提供的直流功率。（4）由于管子处于大信号下工作，在分析方法上，通常采用图解法。(2)电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。8.1功率放大电路的一般问题2.几个特殊问题(1)性能指标输出功率效率最大输出功率Pomax

=?电源输出功率管耗8.1功率放大电路的一般问题2.几个特殊问题(2)大信号（极限）状态功放管的安全问题（ICM、PCM、V(BR)CEO）分析方法：大信号模型、图解法（求Vom

）(3)如何提高输出功率8.1功率放大电路的一般问题2.几个特殊问题(3)如何提高输出功率Vom、Iom

Po电源功率PV一定时:PT

Po（即提高效率）ICM、PCM、V(BR)CEO安全区域限制要求最佳负载Q下移PT效率但非线性失真严重Vom、Iom

Po减小管耗PT是提高效率的主要途径。假设集电极瞬时电流和电压分别为ic(t)

和uce(t)，则PT

为途径1：减小管子在信号周期内的导通时间，即增大ic(t)＝0

或uce(t)＝0的时间。晶体管工作方式由甲类(A-class)→甲乙类(AB-class)→乙类(B-class)→丙类(C-class)，途径2：使管子运用在开关状态(丁类(D-class))；管子在半个周期内饱和导通，另半个周期内截止。饱和导通时，uce≈UCES

很小，因此导通的半个周期内，瞬时管耗ic×uce

处在很小的值上。截止时，不论uce为何值，ic趋于0，ic×uce

也处在零值附近。结果PT

很小，ηC

显著增大。

*放大电路的几种工作状态：

——减小静态电流，降低静态功耗。2.功率放大电路提高效率的主要途径

三极管根据正弦信号在一个周期内的导通情况，有如下几种状态甲类：一个周期内均导通（360°）特点：在一个周期内ic>0，电源始终不断地输送功率，没有信号输入时，功率全部消耗在管子上，转化为热量耗散出去，效率为0。当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率。效率比较低。乙类：导通角等于180°特点：在一个周期内只有半个周期iC>0没有输入信号时，电源不消耗功率，但有交越失真。甲乙类：导通角大于180°特点：在一个周期内有半个周期以上ic>0,没有信号输入时，电源消耗功率小，可克服乙类的交越失真。丙类：导通角小于180°特点：一个周期内，器件导通时间小于半个周期，多用于高频大功率电路中在甲乙类和乙类放大中，虽然减小了静态功耗，提高了效率，但都出现了严重的波形失真。既要保持静态时管耗小，又要使波形不失真需要在电路上采取结构，有关内容将在8.3节讨论。怎样才能使电源供给的功率大部分转化为有用的信号功率输出呢？甲类工作状态晶体管在输入信号的整个周期内都导通,静态IC较大,波形好,管耗大,效率低。乙类工作状态晶体管只在输入信号的半个周期内导通,静态IC=0,波形严重失真，管耗小,效率高。甲乙类工作状态晶体管导通的时间大于半个周期,静态IC0,一般功放常采用此种工作状态。放大电路的工作状态通过调整Q点，来改变导通时间，减小静态管耗。从驱动负载的角度看，共集极电路的输出电阻低，带负载能力强，比其它两种组态更适合。问题讨论RbuoUCCuiibRE何种组态电路适合做功率放大？（共基、共集、共射）RbuoUCCuiREuotuoibQicuceUCC射极输出器效率的估算放大电路的输出没有失真的工作方式称为甲类放大。(设RL=RE)为得到较大的输出信号，假设将射极输出器的静态工作点（Q）设置在负载线的中部，令信号波形正负半周均不失真，如下图所示。uo的取值范围直流负载线交流负载线QicuCEUCC射极输出器效率的估算若忽略晶体管的饱和压降和截止区，输出信号uo的峰值最大只能为：静态工作点：QicuCEUCC射极输出器效率的估算1.直流电源输出的功率射极输出器效率的估算RbuoUCCuiRLiC2.最大负载功率射极输出器效率的估算3.最大效率甲类功放的缺点：效率太低，绝大部分能量都被管子自身消耗掉了。如何解决效率低的问题？办法：降低Q点。缺点：但又会引起截止失真。QicuCEUCC射极输出器效率的估算既降低Q点又不会引起截止失真的办法采用推挽输出电路，或互补对称射极输出器。8.2射极输出器——甲类放大的实例简化电路带电流源详图的电路图特点：电压增益近似为1，电流增益很大，可获得较大的功率增益，输出电阻小，带负载能力强，常用作集成放大器输出级。用电流源作射极偏置和负载的射极输出器电压与输入电压的关系vi正半周，T1进入临界饱和，设T1的饱和压VCES≈0.2V

vO正向振幅达到最大值vO负向振幅最大值？若T1首先截止，输出（负向）电流和电压振幅分别为：

若T3首先出现饱和，vo输出负向振幅为：8.2射极输出器——甲类放大的实例vi为正弦波，T1工作在放大区，基射电压近似0.6Vvi负半周，T1截止或者T3饱和，vo出现削波8.2射极输出器——甲类放大的实例偏置电源VBIAS=0.6V当2、功率及效率的计算举例当vi=0,输出电压vo≈0T1集电极电流近似为电源VCC提供的功率负电源-VEE提供的功率PVE也是电流源消耗的功率PBIAS电源供给的总功率为输出功率加上电流源和T1管消耗的功率T1管消耗的功率若vi为正弦信号最大输出功率8.2射极输出器——甲类放大的实例放大器的效率2、功率及效率的计算举例甲类放大电路的效率低功率放大电路必须考虑效率问题。为了降低静态时的工作电流，三极管从甲类工作状态改为乙类或甲乙类工作状态。此时虽降低了静态工作电流，但又产生了失真问题。如果不能解决乙类状态下的失真问题，乙类工作状态在功率放大电路中就不能采用。

推挽电路和互补对称电路较好地解决了乙类工作状态下的失真问题。

乙类工作时，为了在负载上合成完整的正弦波，必须采用两管轮流导通的推挽(Push-Pull)

电路。可有多种实现方案：变压器耦合乙类推挽功放

互补推挽功放乙类功率放大器

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：互补对称功率放大电路变压器耦合乙类推挽电路信号的正半周T1导通、T2截止；负半周T2导通、T1截止。

两只管子交替工作，称为“推挽”。设β为常量，则负载上可获得正弦波。输入信号越大，电源提供的功率也越大。2.

OTL

电路

输入电压的正半周：＋VCC→T1→C→RL→地

C充电。输入电压的负半周：

C

的“＋”→T2→地→RL→C“－”

C放电。C足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。OTL电路低频特性差。因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，故选用OTL电路。3.

OCL电路输入电压的正半周：＋VCC→T1→RL→地输入电压的负半周：

地→RL→T2→－VCC两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。静态时，UEQ＝UBQ＝0。几种电路的比较

变压器耦合乙类推挽：单电源供电，笨重，效率低，低频特性差。OTL电路：单电源供电，低频特性差（有电容）。OCL电路：双电源供电，效率高，低频特性好。BTL电路（桥式推挽功率放大电路）：单电源供电，低频特性好；双端输入双端输出。8.3乙类双电源互补对称功率放大电路（OCL电路）8.3.2分析计算8.3.1电路组成8.3.3功率BJT的选择8.3.1电路组成由一对NPN、PNP特性相同的互补三极管组成，采用正、负双电源供电,输入输出端不加隔直电容。这种电路也称为OCL互补功率放大电路。1.电路组成两管都工作于乙类放大状态，一个工作于正半周，一个工作于负半周，两个波形同时输出加载到负载上，在负载上得到一个完整的波形。解决效率和失真的矛盾。可以看成是两个射极输出器组合而成的。静态时vi=0

vBE1=vBE2=0

T1,T2截止

iO

=0,vO

=0vi>0

vBE1=vBE2>0

T1导通

,T2截止

iO

=iE1,vO

>0vi<0

vBE1=vBE2<0

T1截止

,T2导通

iO

=iE2,vO

<0（2）工作原理当输入信号处于正半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时NPN型三极管导电，有电流通过负载RL，按图中方向由上到下，与假设正方向相同。

当输入信号为负半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时PNP型三极管导电，有电流通过负载RL，按图中方向由下到上，与假设正方向相反。于是两个三极管一个正半周，一个负半周轮流导电，在负载上将正半周和负半周合成在一起，得到一个完整的不失真波形。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。

严格说，输入信号很小时，达不到三极管的开启电压，三极管不导电。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真，这个失真称为交越失真。如图所示。图

交越失真8.3.1电路组成2.工作原理两个三极管在信号正、负半周轮流导通，使负载得到一个完整的波形。2.特点：工作于乙类

静态时，三极管不取电流，ICQ、IBQ等于零，无功耗有信号时，两管每半个周期轮流导通，组成推挽式电路。NPN、PNP特性相同（对管）正、负电源相等也称为互补对称功率放大电路8.3.2分析计算图解分析左图为vi正半周时的工作情况。假定只要vBE>0，T1就开始导电，则一个周期内T1的导电时间约为半个周期。T2在负半周导电。将T2特性曲线倒置于T1右下方，令两者Q点在vCE=VCC处重合，形成两者的合成曲线。负载线通过VCC点形成一条斜率为-1/RL的斜线。8.3.2分析计算图解分析iC的最大变化范围2Icm，vCE的最大变化范围2(VCC-VCES)=2Vcem=2IcmRL若忽略饱和管压降VCES，则Vcem=IcmRL≈VCC假设ui

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。则负载（RL)上的电压和电流的最大幅值分别为：最大不失真输出功率Pom8.3.2分析计算忽略VCES时1、输出功率Po可获得最大输出功率最大不失真输出功率Pom8.3.2分析计算1、输出功率PoIcm和Vcem可分别用图中的线段AB和BQ表示。功率三角形△ABQ的面积越大，表明输出功率P0也越大。图中负载线AQ，功率三角形面积最大，非线性失真不明显，这是一种理想的工作状态。实际，负载RL是固定的，不能随意改变，很难达到这种理想情况。可采用变压器耦合，将实际负载RL变成所期望的值RL’,实现阻抗匹配(变压器耦合)8.3.2分析计算可先求出单个管子在半个周期内的管耗2.管耗PT两管管耗电源输入的直流功率，有一部分通过三极管转换为输出功率，剩余的部分则消耗在三极管上，形成三极管的管耗。3.电源供给的功率PV当输出电压幅值达到最大8.3.2分析计算

直流电源提供的功率PV包括负载得到的信号功率和T1、T2消耗的功率两部分。当vi=0时,PV=0当vi≠0时,电源消耗最大，

每个电源中的电流为半个正弦波，所以直流电源提供的功率为半个正弦波的平均功率，信号越大，电流越大，电源功率也越大。两个直流电源功率总功率PV的表达式推导如下

即PV∝Vom

。当Vom趋近VCC时，显然PV

近似与电源电压的平方成比例。

电源供给的功率PV另一种推导方法：

将管耗PT画成曲线，如图所示。图乙类互补功放电路的管耗

显然，管耗与输出电压幅度有关，图中画阴影线的部分即代表管耗，PT与Vom成非线性关系，有一个最大值。用PT对Vom求导的办法找出这个最大值。PTmax发生在处，将Vom=0.64VCC代入PT表达式，可得最大管耗PTmax为：对一只三极管图乙类互补功放电路的管耗4.效率当8.3.2分析计算这个结论是假定互补对称电路工作在乙类、负载电阻为理想值，忽略管子的饱和管压降VCES和输入信号足够大（Vim≈Vom≈VCC）情况下的来的，实际效率比这个数值要低些。结论：OCL电路效率较高；电流、电压波形存在失真。8.3.3功率BJT的选择1.最大管耗和最大功率的关系管耗PT1是Vom的函数，常作为选管依据求极值可求最大管耗每管最大管耗和电路的最大输出功率关系：如果要求输出功率为10W，只要用两个额定管耗大于2W的管子就可以了功率与输出幅度的关系8.3.3功率BJT的选择输出功率PO、电源供给功率PV，管耗PT1与Vom关系——非线性的2.功率BJT的选择8.3.3功率BJT的选择若想得到最大输出功率，BJT必须满足：每只管子最大允许管耗PCM必须大于0.2PomV(BR)CEO

>2VCCICM≥VCC/RL因为当T2导通时，-vCES≈0，此时vCE1具有最大值，等于2VCC因为最大集电极电流为VCC/RL最大管耗<PCM集电极最大电流

<ICM最大管压降

<V(BR)CEO2.功率BJT的选择8.3.3功率BJT的选择例8.3.1功放电路如图所示，设VCC=12V，RL=8Ω，BJT的ICM=2A，|V（BR）CEO|=30V，PCM=5W。试求：（1）Pom值，并检验BJT是否安全工作？（2）放大电路在η=0.6时的Po值。解：乙类单电源互补对称功放电路

（OTL电路）一、特点1.单电源供电；2.输出加有大电容。二、静态分析则T1、T2特性对称，令：0.5VCCRLuiT1T2+VCCCAVL+-VC三、动态分析设输入端在0.5VCC直流电平基础上加入正弦信号。若输出电容足够大(对交流短路)，VC基本保持在0.5VCC，负载上得到的交流信号正负半周对称，但存在交越失真。ic1ic2交越失真RLuiT1T2+VCCCAVo+-时，T1导通、T2截止；时，T1截止、T2导通。0.5VCCuit四、输出功率及效率若忽略交越失真的影响，且ui

幅度足够大。则：uLULmaxuitt单电源供电时，计算Po、PT、PV和PTm的公式必须加以修正，以VCC/2代替原来公式中的VCC。单电源互补功率放大电路

当电路对称时，输出端的静态电位等于VCC/2。为了使负载上仅获得交流信号，用一个电容器串联在负载与输出端之间。这种功率放大电路也称为OTL互补功率放大电路。电容器的容量由放大电路的下限频率确定，即：LLπ21fRC³单电源OTL互补功率放大电路8.4甲乙类互补对称功率放大电路8.4.2甲乙类单电源互补对称电路8.4.1甲乙类双电源互补对称电路8.4

甲乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称电路存在的问题由于没有直流偏置，当输入信号小于门坎电压（硅管约为0.6V）时，BJT不导通，iC1、iC2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区。导致输出信号出现失真。——这种现象称为交越失真交越失真实际测试波形电路的改进1.克服交越失真交越失真产生的原因：在于晶体管特性存在非线性，ui

<uT时晶体管截止。iBiBuBEtuitUT乙类放大的输入输出波形关系:ui-USCT1T2uo+USCRLiL死区电压uiuou"ou´o

´tttt交越失真：输入信号ui在过零前后，输出信号出现的失真便为交越失真。交越失真8.4.1甲乙类双电源互补对称电路当输入信号vi低于门坎电压时，T1，T2都截止，iC1、iC2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区。——这种现象称为交越失真在输入端为两管加合适的正偏电压，使其工作在甲乙类。

由传输特性图可见：只要VBB取值合适，上下两路传输特性起始段的弯曲部分就可相互补偿，合成传输特性趋近于直线，在输入正弦电压激励下，得到不失真的输出电压。克服交越失真的基本途径

为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。(a)利用二极管提供偏置电压(b)利用三极管恒压源提供偏置图

甲乙类互补功率放大电路常用电路①二极管偏置电路

②VBE倍增电路克服交越失真的措施：R1D1D2R2+USC-USCULuiiLRLT1T2

静态时

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。电路中增加R1、D1、D2、R2支路。R1D1D2R2+UCC-UCCULuiiLRLT1T2两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”。

动态时

设ui

加入正弦信号。二极管对交流信号相当于短路正半周，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

基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。从而克服死区电压的影响，去掉交越失真。uB1tUTtiBIBQ甲乙类放大的波形关系：ICQiCuBEiBib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。

iCQuceVCC/REVCCIBQ为更换好地和T1、T2两发射结电位配合，克服交越失真,电路中的D1、D2两二极管可以用VBE电压倍增电路替代。2.VBE电压倍增电路B1B2+-BER1R2VIBI合理选择R1、R2大小，B1、B2间便可得到VBE任意倍数的电压。以满足不同电路克服交越失真的需要。图中B1、B2分别接T1、T2的基极。假设I>>IB，则8.4.1甲乙类双电源互补对称电路1.二极管偏置电路利用二极管上的压降，为T1、T2提供适当偏压，使之处于微导通状态，电路工作于甲乙类，可克服交越失真。T3为前置电压放大级（推动级、驱动级），仍工作于甲类。T1、T2组成互补输出级。设T3已有合适的静态工作点静态时，在D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压。使之处于微导通状态。电路对称，静态时，iC1=iC2,iL=0,vo=08.4.1甲乙类双电源互补对称电路(2).动态工作情况二极管等效为恒压模型设T3已有合适的静态工作点交流相当于短路这种偏置的缺点是：偏置电压不易调整。可采用三极管恒流源提供偏置8.4.1甲乙类双电源互补对称电路1.二极管偏置电路可克服交越失真8.4.1甲乙类双电源互补对称电路VBE4可认为是定值（硅管一般0.6~0.7V）

组成：R1、R2、T42.vBE扩大的偏置电路

原理流入T4的基极电流远小于流过R1、R2的电流，则有图可以求得利用vBE扩大电路进行偏置的互补对称电路8.4.1甲乙类双电源互补对称电路VBE4可认为是定值

R1、R2不变时，VCE4也是定值，可看作是一个直流电源。调节R1、R2的比值，可改变VCE4，从而改变T1、T2的偏压值。使电路有一个合适的静态电流IC1、IC2。（集成电路中常用到）8.4.2甲乙类单电源互补对称电路偏置电路使K点电位VK＝VC≈VCC/2（电容C充电达到稳态）。在二极管进行偏置的互补对称电路基础上，令-VCC=0，并在输出端与负载RL之间加接一大电容C，得到单电源互补对称原理电路静态时，电路对称，iC1=iC2，iL=0，vo=0T1

管的直流供电电压：VCC

VO＝VCC/2，T2

的供电电压：

0

VO＝VCC/2。单电源供电电路等效为VCC/2和VCC/2的双电源供电电路。

8.4.2甲乙类单电源互补对称电路当有信号vi时信号负半周T1导通，有电流通过负载RL，同时向C充电正半周T2导通，则已充电的电容C在图中起着电源-VCC的作用，通过负载RL放电。只要选择时间常数RLC足够大，>>T信（信号周期），电容C就可充当原来的－VCC。计算Po、PT、PV和PTm的公式必须加以修正，以VCC/2代替原来公式中的VCC。注意：采用单电源的互补对称电路，由于每个管子的工作电压不是原来的VCC，而是VCC/2甲乙类单电源互补对称电路1.基本电路（OTL电路）静态调整R1、R2阻值的大小，可使此时电容C上电压动态信号vi负半周，T1导通，C充电信号vi正半周，T2导通，C放电当RLC足够大，C代替OCL电路的负电源引入负反馈-----为了-稳定工作点，常将K点通过电阻分压器（R1、R2）与前置放大电路的输入端相连，以引入负反馈。例如，由于温度变化使得K点电位上升，则T3射极偏置电路

OTL电路的分析计算电路功率OCLOTLPoPomaxPT1PV（将OCL电路公式中的VCC换成VCC/2）2.基本电路存在的问题理想

Vom≈VCC/2，实际

Vom达不到VCC/2，虽然解决了工作点的偏置和稳定问题，但实际还存在其他的问题在额定输出功率情况下，通常输出级的BJT处于接近充分利用状态下工作。当vi负半周最大值时，理想情况下，vB1=vC3接近于+VCC，此时希望T1在接近饱和状态工作，即vCE1≈VCES，故K点电位vK=+VCC-VCES≈+VCC当vi为正半周最大值时，T1截止，T2接近于饱和导电，vK≈VCES≈0因此，负载RL两端得到交流输出电压幅值Vom≈VCC/2这是理想情况T3共射极，倒相2.基本电路存在的问题理想

Vom≈VCC/2，原因

vi负半周，T1导电，iB1增加，由于RC3上的压降和vBE1的存在，当K点电位向+VCC接近时，T1基极电流iB1增加受到限制而不能增加很多，因而限制了T1输向负载的电流，使RL

两端得不到足够的电压变化，使Vom明显小于VCC/2。实际

Vom达不到VCC/2，虽然解决了工作点的偏置和稳定问题，但实际还存在其他的问题解决方法

----采用自举电路将图中D点电位升高，使VD>+VCC，例如将图中D点与+VCC的连线切断，VD有另一电源供电D3.自举电路的作用自举电路自举元件静态时CCK33CCCDV21V

,RIVV=-=33CCC3CRI2/VV-=则电容C3两端电压被充电到

当R3C3足够大时，电容C3两端电压基本为常数vC3≈VC3，不随vi而改变，这样，当vi为负半周时，T1导电，vK

由VCC/2向正方向变化时，vD=VC3+vk,vD也自动升高，因而有足够的电流iB1,使T1

充分导通。——这种方式称为自举，意思是电路本身把vD提高了。动态时通常的解决办法是在电路中引入R3、C3等元件组成的自举电路，如图所示使得VD可超过VCC，扩大了动态范围，使得输出功率PO增大。C3充当一个电源实用OTL互补输出功放电路调节R,使静态VAQ=0.5VCCD1

、D2使b1和b2之间的电位差等于2个二极管正向压降，克服交越失真。Re1

、Re2：电阻值1~2，射极负反馈电阻，也起限流保护作用。D1D2ui+VCCRLT1T2T3CRBRe1Re2b1b2A这里介绍一个实用的OCL准互补功放电路。其中主要环节有：(1)恒流源式差动放大输入级（T1、T2、T3）；(2)偏置电路（R1、D1、D2）；(3)恒流源负载（T5）；(4)OCL准互补功放输出级（T7、T8、T9、T10）；(5)负反馈电路（Rf、C1、Rb2构成交流电压串联负反馈）；(6)共射放大级（T4）；(7)校正环节（C5、R4）；(8)UBE倍增电路（T6、R2、R3）；(9)调整输出级工作点元件（Re7、Rc8、Re9、Re10）。实际功放电路+24VuiRLT7T8Rc8-24VR2R3T6Rc1T1T2Rb1Rb2C1RfR1D1D2T3Re3T4Re4C2T5Re5C3C4T9T10Re10Re7Re9C5R4BX恒流源差动放大级反馈级电压串联负反馈偏置电路共射放大级UBE倍增电路恒流源负载准互补输出功放级保险管负载实用的OCL准互补功放电路：输出功率的估算：输出电压的最大值约为19.7V，设负载RL=8则最大输出功率为：实际输出功率约为20W。注：该实用功放电路的详细分析计算请参考《模拟电子技术基础》（童诗白主编）。电路如图所示，已知T1和T2的饱和管压降│UCES│＝2V，直流功耗可忽略不计。回答下列问题：（1）R3、R4和T3的作用是什么？（2）负载上可能获得的最大输出功率Pom和电路的转换效率η各为多少？（3）设最大输入电压的有效值为1V。为了使电路的最大不失真输出电压的峰值达到16V，电阻R6至少应取多少千欧？解：（1）消除交越失真。（2）最大输出功率和效率分别为（3）电压放大倍数为R1＝1kΩ，故R5至少应取10.3kΩ。已知VCC＝16V，RL＝4Ω，T1和T2管的饱和管压降│UCES│＝2V，输入电压足够大。试问：（1）最大输出功率Pom和效率η各为多少？（2）晶体管的最大功耗PTmax为多少？（3）为了使输出功率达到Pom，输入电压的有效值约为多少？（1）最大输出功率和效率分别为（2）晶体管的最大功耗（3）输出功率为Pom时的输入电压有效值在互补对称功率放大电路中，引起交越失真的原因是

。正确错误B、晶体管β值过大A、输入信号过大C、电源电压太高D、晶体管的非线性错误错误已知某典型OTL互补对称功放电路的电源电压为6V，功放管的饱和电压UCES=1V，负载电阻RL=8Ω，其最大输出功率Pom是

。正确错误D、Pom≈0.56WB、Pom≈0.5WC、Pom≈2.25WA、Pom≈0.25W错误错误A

已知某典型OCL互补对称功放电路的两套电源分别为±9V，负载电阻RL=8Ω，其最大输出功率Pom和最大管耗PTm是

。D、Pom≈5.1W/PTm≈0.25WA、Pom≈1.27W/PTm≈0.25WC、Pom≈1.27W/PTm≈1WB、Pom≈5.1W/PTm≈1WB与甲类功率放大方式比较，甲乙类OCL互补对称功放电路的主要优点是

。D、无交越失真A、不用输出变压器B、不用输出端的大电容C、效率高C下OCL电路中VD1和VD2的作用是

。B、减小交越失真A、增大输出功率C、减小三极管的功耗D、提高电路的效率电路中增加复合管(准互补对称功率放大电路)增加复合管的目的是：扩大电流的驱动能力。复合管的构成方式：cbeT1T2ibicbecibic方式一：becibic1

2晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。方式二：cbeT1T2ibic复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效后晶体管的性能确定均如下：采用复合管的功率放大电路(准互补对称功率放大电路)将三极管复合使用，不仅可以获得很大的电流放大系数β，提高了电路的电压放大倍数Au，而且还可能提高输入电阻。一、三极管复合使用时的技术指标三极管复合后，其关健技术指标是：确定该复合管的电流放大系数β和复合管的输入电阻rbe。当输出功率较大时，输出级的推动级，即末前级也应该是一个功率放大级。此时往往采用复合管。由两个NPN型三极管组成的复合管1、常见的NPN型复合管⑴复合管的β值复合管β值为：⑵复合管的输入电阻rbe复合管输入电阻为：PNP型复合管的分析结果与NPN型复合管相同。2、复合管的正确组合方式⑴NPN型复合管(电流为二进一出)一个出口端为射极，两个进口端一个为基极，另一个为集电极。⑵PNP型复合管(电流为一进二出)一个进口端为射极，两个出口端一个为基极，另一个为集电极。⑶复合管的组合原则①前后级三极管的电流方向要一致，以形成适当的通路(NPN管要能一出二进，PNP管要能一进二出)。②要能保证前后级三极管的每个PN结都能获得正确的偏置(发射结正偏，收集结反偏)。3、复合管的β值和rbe⑴同类型复合管⑵不同类型复合管改进后的OCL准互补输出功放电路：

T1：电压推动级

T1、R1、R2：

UBE倍增电路

T3、T4、T5、T6：

复合管构成的输出级准互补+USC-USCR1R2RLuiT1T2T3T4T5T6T3、T4

为小功率管，它们之间是互补的，T5、T6

为大功率管，它们是同型，便于特性配对，故称为准互补推挽电路。

已知二极管的导通电压UD＝0.7V，晶体管导通时的│UBE│＝0.7V，T2和T4管发射极静态电位UEQ＝0V。试问：（1）T1、T3和T5管基极的静态电位各为多少？（2）设R2＝10kΩ，R3＝100Ω。若T1和T3管基极的静态电流可忽略不计，则T5管集电极静态电流为多少？静态时uI＝？（3）若静态时iB1＞iB3，则应调节哪个参数可使iB1＝iB3？如何调节？（4）电路中二极管的个数可以是1、2、3、4吗？你认为哪个最合适？为什么？（1）T1、T3和T5管基极的静态电位分别为

UB1＝1.4VUB3＝－0.7VUB5＝－17.3V（2）静态时T5管集电极电流和输入电压分别为（3）若静态时iB1＞iB3，则应增大R3。（4）采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适，也可只用三只二极管。这样一方面可使输出级晶体管工作在临界导通状态，可以消除交越失真；另一方面在交流通路中，D1和D2管之间的动态电阻又比较小，可忽略不计，从而减小交流信号的损失。（5）最大输出功率和效率分别为为了稳定输出电压，减小非线性失真，请通过电阻Rf在图所示电路中引入合适的负反馈；并估算在电压放大倍数数值约为10的情况下，Rf的取值。应引入电压并联负反馈，由输出端经反馈电阻Rf接T5管基极，如解图所示。在深度负反馈情况下，电压放大倍数R1＝1kΩ，所以Rf≈10kΩ。功放的保护电路与激励电路 实际中，往往会发生异常情况。例如，负载短路，致使通过功率管的电流迅速增大，一旦超过极限参数，造成管子损坏。因此大功率功放，应设有:过流，过压、过热保护电路。1、过流保护电路

(1)保护电路T1、T2

为保护管，R1、R2

为过流取样电阻。

(2)保护原理

以保护管T1为例

正常时，VR1＜VBE1(on)，T1

截止，不起保护作用。异常时，VR1＞VBE1(on)，T1导通，分流T3

管的输入激励电流，限制T3管的输出电流，起到了限流保护作用。T2

对T4

的限流保护作用同上。 若要求功率管充分利用，输出最大信号功率，则RL

上的信号电压振幅达到接近电源电压(单电源时，接近VCC/2)。为此，要求输入激励级为互补功率管提供振幅接近电源电压的推动电压。原因： 互补推挽功率放大器中的功率管接成射极跟随器，电压增益小于1。2、输入激励电路电路

T3—输入激励级

R—T3的负载影响输出信号电压振幅的因素

交流负载r≈R∥ri＜R，则交流负载线Ⅱ所示，T3

管的最大输出信号电压振幅受到截止失真的限制，其值小于VCC/2。

若使r＞R，则交流负载线Ⅲ所示，输出信号电压振幅不受截止失真限制，可接近VCC/2。

改进电路(1)电流源构成有源负载放大器，直流电阻小，交流电阻大。(2)采用自举电路

将R1R2

取代R

，接入大容量电容C2。作用：对交流近似短路，交流电位由O

经

C2

自举到C

点，即vC

vO。原理：由于互补输出级的电压增益接近于1，因而vB

vO

vC，通过R2的交流电流i0，因而从B点向虚线框看进去的交流电阻(vB/i)很大，趋于无穷，T3

的交流负载电阻便近似等于T1(或T2)

电路的输入电阻。利用变压器的阻抗变换功能，可实现功放电路和负载间的匹配，以弥补其它类型功放电路的不足。一、特点例：OCL电路中，若

RL=80、需要输出功率

PO=50W。根据公式

需电源电压：90V的电压对电子电路显然不合适。变压器耦合式功放电路利用变压器阻抗变换关系（RL´=K2RL），通过改变变压器的匝数比K，使电路得到合适的负载，便可解决以上问题。（变阻抗）变压器原、副边阻抗关系从原边等效：结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。

二、乙类变压器耦合式推挽功率放大器1.原理电路uiT2T1RL+-USCiLN2N1N1放大器：由两个共射极放大器组成，两个三极管的射极接在一起。输入变压器：将输入信号分成两个大小相等的信号，分别送两个放大器的基极，使T1、T2轮流导通。输出变压器：将