第六章功率放大电路

第六章功率放大电路第一页，共二十二页，2022年，8月28日6.1.1 对功率放大器的要求6.1功率放大概念

2．放大器的效率要高

功率放大器的效率

：

1．输出足够的功率。

在保证功率管安全工作的前提下，功率放大器的最大输出功率受到允许失真的限制，允许失真越小，最大输出功率也越小。；

P0—功率放大器的交流输出功率。

Pd—功率放大器的直流电源提供的直流功率。

效率与放大器的种类有关，种类不同，效率也不同。第二页，共二十二页，2022年，8月28日6.1功率放大概念

3．失真要小

（1）加散热措施以控制结温（2）加保护电路以保护功率管

由于功率放大器工作在大信号状态，功放管的电压、电流变化幅度大，超出晶体管特性曲线的线性范围，产生非线性失真，严重时还将产生幅度失真，如图（a）所示。在常用的乙类推挽功率放大器中，还会产生交越失真。如图（b）所示。4．功率管要安全工作第三页，共二十二页，2022年，8月28日

1．功率放大器的种类6.1.2功率放大器的种类和型式

（1）甲类：Q点在放大区的中间部位。当输入正弦信号时，功放管在一个信号周期内均导通。

（2）乙类：Q点在放大区与截止区的交界处。当输入正弦信号时，功放管在一个信号周期内半周导通，半周截止。

（3）甲乙类：Q点位置略高于乙类，但低于甲类。当输入正弦信号时，功放管导通大于半周。6.1功率放大概念第四页，共二十二页，2022年，8月28日

2．功率放大器的电路型式

（1）单管功率放大器——一个功放管，工作在甲类，功放管与输入信号源，功放管与输出负载，都采用变压器耦合电路。

（2）推挽功率放大器——两个配对功放管，工作在甲类或乙类，输入输出负载都采用变压器耦合电路。

（3）互补对称式推挽功率放大器——两个配对功放管，工作在甲类或乙类，无输入输出变压器，故称为OTL电路。6.1功率放大概念第五页，共二十二页，2022年，8月28日

6.2.1 双电源互补对称电路6.2OTL电路组成特点工作原理

1．电路基本结构

图（a）是双电源互补对称电路的基本形式，简称OCL电路。

特点：

（1）

V1：NPN。V2：PNP。V1V2互补对称。

（2）两个晶体管特性对称，都工作在乙类状态。第六页，共二十二页，2022年，8月28日

2．工作原理

（2）输入信号到达电路输入端时

（1）vi=0时，V1V2截止，iC1=iC2=0两管均无偏置，两管基极电流均为零而截止。

②vi<0，V1截止，V2导通。RL上得到被放大的负半周电流信号，如图（c）虚线所示。

①vi>0，V1导通，V2截止。RL上得到被放大的正半周电流信号，如图（b）实线所示。6.2OTL电路组成特点工作原理第七页，共二十二页，2022年，8月28日在一个周期内，两管轮流导通，负载上得到一个完整的正弦波。

互补对称电路：若、两管对称（

值和饱和压降等参数一致）且交替工作，互为补充，这种电路称为互补对称电路。单电源供电的OCL电路又称OTL

电路，但该电路与输出回路中需要有一个大的电解电容来替代另一个电压。

6.2OTL电路组成特点工作原理第八页，共二十二页，2022年，8月28日3．实用OCL电路（1）上述波形在输出波形正负半周的交界处造成的波形失真，称交越失真。如图所示。

产生原理：功率管存在导通电压。

6.2OTL电路组成特点工作原理第九页，共二十二页，2022年，8月28日（2）实用电路

思考题：用电阻取代VD4如何？即VD4的作用是什么？

使两管处于甲乙类工作状态，即微导通状态，由于R1、VD4的存在，只要偏置合适，它即可相互补偿，消除交越失真，在负载上得到不失真的正弦波。6.2OTL电路组成特点工作原理第十页，共二十二页，2022年，8月28日

1．基本电路6.2.2 单电源互补对称电路

与OCL电路相比，省去了负电源，输出端加接了一个大容量电容器。

特点：6.2OTL电路组成特点工作原理第十一页，共二十二页，2022年，8月28日

②v1

0，V1截止，V2导通。RL上得到被放大的负半周电流信号，C放电。

①v1

0，V1导通，V2截止。RL上得到被放大的正半周电流信号，C充电。

在一个周期内，两只管子轮流放大正负半周电流信号，实现完整周期波形。电容C不仅耦合输出信号，还起到负电源的作用。2．工作原理6.2OTL电路组成特点工作原理第十二页，共二十二页，2022年，8月28日3．实用电路V1：激励级，向V2、V3组成的互补对称电路提供激励信号。

R1：为V1的偏置电阻，与输出端相连，起交、直流负反馈作用。

C1

、R3：组成具有升压功能的自举电路。只要C1足够大，其上交流电压很小，因而C点电位跟随输出O点电位而变化，相当于V1管的电流供电电压自动升高，确保V1管输出足够的激励电压。

6.2OTL电路组成特点工作原理第十三页，共二十二页，2022年，8月28日

4．采用复合管的OTL电路

（1）复合管：指用两只或多只三极管按一定规律的组合，等效成一只三极管。如图所示。6.2OTL电路组成特点工作原理第十四页，共二十二页，2022年，8月28日

复合管组织的原则：

①保证参与复合的每只管子三个电极的电流按各自的正确方向流动。

②复合管的类型取决于前一只管子。

6.2OTL电路组成特点工作原理第十五页，共二十二页，2022年，8月28日

复合管提高了电流放大倍数，增大了穿透电流，稳定性变差。改进电路如图所示。

由两只三极管组成的复合管的电流放大倍数约为两只管子电流放大倍数系数的乘积。6.2OTL电路组成特点工作原理第十六页，共二十二页，2022年，8月28日V3、V5：组成PNP管。V2、V4：组成NPN管。

R9、R10：负反馈电阻，用于稳定工作点和减小失真；C3、C6：消振电容，消除电路可能产生的自激；C2、C6：组成自举电路。

6.2OTL电路组成特点工作原理（2）实用电路复合管的OTL实用电路如图所示。第十七页，共二十二页，2022年，8月28日6.3.1 集成功放器件的性能及主要参数它是带散热片的14脚双排直插式塑料封装结构。

4100系列集成电路引脚分布及符号如图所示。（1）外形图与引出脚1．4100系列音频功放集成电路6.3集成功放器件及应用第十八页，共二十二页，2022年，8月28日

（2）典型工作电压

引脚工作电压的典型值如表所示。在使用中，测量引脚的直流电压，再与其典型值比较，是判断集成电路工作是否正常的有效方法。

（1）STK4101系列功放厚膜集成电路简介

STK4101系列音响集成电路广泛应用于组合音响中作立体声功率放大。具有输出功率大、失真小、性能稳定、精度高、耐热性好、外围电路简单等优点。电路参数可参考表。

（2）STK4145Ⅱ音响厚膜集成电路

2．STK4101系列功放厚膜集成电路6.3集成功放器件及应用第十九页，共二十二页，2022年，8月28日

1．用DG4100集成电路组成的OTL功率放大电路6.3.2 集成功放的典型应用电路

该应用电路可作为收音机的整个低频放大和功率放大电路，其输入端可直接与收音机的检波输出端相接。4100系列集成电路还可作为收录机、电唱机等的功率放大电路。

6.3集成功放器件及应用第二十页，共二十二页，2022年，8月28日

用STK4145Ⅱ厚膜集成电路组成的立体声功放电路如图所示。

2．用STK4145Ⅱ厚膜集成电路组成的立体声功放电路6.3集成功放器件及应用第二十一页，共二十二页，2022年