第5章低频功率放大器

第5章低频功率放大器概述乙类双电源互补对称功率放大电路本章主要内容基本概念： ①三极管的甲类、乙类和甲乙类工作状态； ②交越失真

PO（输出功率）；POM（最大输出功率）；3.η（效率）=PO/PV；4.

晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。双电源互补对称电路工作在乙类时，BJT器件安全工作必须要满足的极限参数（3个）：

PCM，│V(BR)CEO│，ICM5.1概述一.什么是功率放大电路？能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。

二者无本质的区别，都是能量的控制与转换。二.功率放大电路与前面介绍的电压放大电路的差异？

不同之处：各自追求的指标不同。电压放大电路：功率放大电路：主要要求使负载得到不失真的电压信号，其输出功率并不一定很大；通常为小信号放大电路。主要要求获得尽可能大的不失真（或失真较小）输出功率和转换效率，通常是在大信号状态下工作。5.1.1功率放大电路的特点输出功率要大；效率要高；输出功率电源提供的功率η越大，效率越高非线性失真要小；管耗较大，要考虑散热问题；功放管的保护问题5.1.2功率放大电路分类

根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分甲类：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态乙类：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态甲乙类：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态QICQ

甲类放大电路的特点：称为甲类放大电路在整个周期内都有电流流过放大器件，即在一周期内iC>0。

甲类放大电路的缺点：①管耗大故电压放大电路不适宜作为功率放大电路！②效率低ηmax=50%Q称为乙类放大电路乙类放大电路的特点：①在一个周期内只有半个周期iC>0。②ηmax=78.5%缺点：波形失真严重Q甲乙类放大电路的特点：称为甲乙类放大电路在一个周期内有半个周期以上iC>0。甲乙类放大电路的缺点：iC波形会产生失真唯一的办法就是在电路结构上做文章，于是引出：如何解决提高了效率却使电路波形产生严重失真的矛盾呢？5.2乙类互补对称功率放大电路5.2.1OCL互补对称功放组成和原理互补对称：电路中采用两个双极性三极管：NPN、PNP各一支；两管特性一致。组成互补对称式射极输出器。5.2乙类互补对称功率放大电路OCL:OutputCapacitorless【无输出电容器】RLui-VCCT2先单独分析一下T1和T2：RLui+-VBE前提：忽略b、e间压降，即：视VBE=0。∵是射极输出∴为电压跟随器T1T2ui＞0时，T1导通；ui≤0时，T1不导通ui＜0时，T2导通；ui≥0时，T2不导通二者可以互补输出静态时：ui=0V分析电路iC2iC1

ic1、ic2均=0

uo=0V——没有电流，故没有消耗，从而解决了静态功耗的问题动态时：ui>0VT1导通，T2截止iL=ic1

;iC1

动态时：ui

0VT1截止，T2导通ui>0VT1导通，T2截止iL=ic1

;iL=ic2T1、T2两个管子交替承担放大任务，在负载上得到完整的正弦波。iC2组成“推挽式电路”最大不失真输出功率Pom输出功率Po设Vom为输出电压的最大值，即幅值，则有效值Vo为：∵，若忽略UCES则需熟记5.2.2OCL互补对称功放分析2.效率最高效率max可见效率与负载RL无关电源提供的直流总功率3.选功率BJT管的原则最大允许管耗PCM必须大于0.2Pom；击穿电压│V(BR)CEO│>2VCC；通过BJT的最大集电极电流为VCC/RL，所选BJT的ICM一般不宜低于此值。例：功放电路如图所示，设已知VCC=12V，RL=8，三极管的极限参数ICM=2A,U(BR)CEO=30V，PCM=5W.求负载上可能得到的最大输出功率Pom，并检验三极管能否安全工作？乙类互补对称放大电路的输入输出波形图uiuououo´交越失真死区电压考虑实际电路中VBE≠0Si:约0.6VGe:约0.2V可见，利用乙类双电源互补对称电路在一定程度上解决了效率和电路波形产生严重失真的矛盾，但是这类电路还存在着一个不可克服的缺点：交越失真！如何解决交越失真的问题呢？5.2.5消除交越失真互补对称功率放大电路措施：修改电路，想办法解决交越失真的问题。一.甲乙类双电源互补对称电路解决方法：设法建立合适的Q点，使两只三极管T1和T2均工作在临界导通或称微导通状态。因此想到利用二极管进行偏置，从而可以克服交越失真。5.2.5消除交越失真互补对称功放电路前面讲的这个电路解决了乙类放大电路的交越失真问题，但它也存在一个缺点：由于D1、D2的导通压降是固定的，故电路的偏置电压不可调。如何解决这个问题？引出了前面电路的改进电路，如下：改进电路：voviT3Re3Rc3iC1iC2iLiB1iB2B2B1R1*R2T4-+VCE4VBE4+-将D1、D2的位置换成一个三极管T4。只考虑改进部分：∵∴而VBE4固定(Si:0.6~0.7V)，故调整R1与R2的比值就可改变T1与T2间偏置电压。电路缺点：双电源！1W的小功率放大器10W以上的中功率放大器25W的厚膜集成功率放大器

输出功率发展变革5.3集成功率放大器单声道的单路输出集成功率放大器双声道立体声的二重双路输出集成功率放大器电路结构发展变革一般的OTL功率放大器集成电路具有过压保护电路、过热保护电路、负载短路保护电路、电源浪涌过冲电压保护电路、静噪声抑制电路、电子滤波电路等功能更强的集成功率放大器电路功能发展变革本章小结归纳一下本章的线索：电压放大电路(甲类放大电路)为了提高转换效率引出了乙类、甲乙类放大电路乙类双电源互补对称功率放大电路为解决波形失真问题为了解决交越失真问题甲乙类双电源互补对称功率放大电路(可利用二极管或vBE扩大电路进行偏置)甲乙类单电源互补对称功率放大电路为解决电路工作点偏置和稳定问题，及双电源的缺点为解决输出电压Vom<VCC/2的矛盾