模电-功率放大电路课件

电子技术基础A（模拟部分）8：功率放大电路内容提要功放电路的一般问题8.1射极跟随器：甲类功放8.2乙类双电源互补对称功放8.3甲乙类互补对称功放8.4集成功放8.5

8.1.2功放电路提高效率的主要途径

8.1.1功放电路的特点及主要研究对象8.1.1功放电路的特点及主要研究对象1.功放的作用：

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。例1：扩音系统执行机构信

号

提

取电

压

放

大功

率

放

大8.1.1功放电路的特点及主要研究对象1.功放的作用：例2：温度控制R1-R3：标准电阻Rt：热敏电阻温度调节过程TiRti室温ThUo1iUbiUoi功放温控室加热元件A–+8.1.1功放电路的特点及主要研究对象2.功放的特点：①

输出功率尽可能大：器件接近极限运用状态。②

效率更高；③

非线性失真小；④

功率器件的散热问题8.1.1功放电路的特点及主要研究对象3.功放的分析方法：①

功放中电流、电压要求比较大，须注意电路参数不大信号分析，一般采用图解法。下列需注意：iC/mAuCE能超过晶体管的极限值：ICM

、VCEM(V(BR)CEO)、PCM

。

8.1.1功放电路的特点及主要研究对象3.功放的分析方法：②电流、电压信号比较大，须注意防止波形失真。③电源供能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

:负载得到的交流功率。PE

：电源提供的直流功率。大信号分析，一般采用图解法。下列需注意：8.1.2功放提高效率的途径1.甲类放大器：特点：整个信号周期内都有电流通过放大器。信号功率由静态直流功率转换而来。iC/mAUCEiC仅部分直流功率转成信号功率，无信号亦耗电，故效率低下！iC8.1.2功放提高效率的途径2.甲乙类放大器：特点：整个信号半个以上周期有电流通过放大器！信号功率转换效率有所提高，但波形失真。静态电流有所减少，功率转换效率有所提高！但波形有失真（削底）iC/mAUCE8.1.2功放提高效率的途径3.乙类放大器：特点：整个信号仅半个周期有电流通过放大器！信号功率转换效率近100%(?)，但波形严重失真。iCiC/mAUCE静态电流≈0，功率转换效率高！

8.2.2功率及效率计算

8.2.1电路结构及工作原理8.2.1电路结构及工作原理Q：射极输出器的输出电阻低，带负载能力强，但做功放不适合。为什么？看分析！Rb+VCCC1C2ReRLuiuo++VCCRLuiuo交流负载线

Rb+VCCC1C2ReRLuiuo8.2.2功率及效率计算VCEiC/mA

为得到最大输出信号，射随器的Q

点应设在负载线中部，使信号波形正负半周处于最大不失真状态。Rb+VCCC1C2ReRLvivo8.2.2功率及效率计算

忽略BJT的饱和区和截止区，则输出电压vo的最大值为：交流负载线

VCEiC/mARb+VCCC1C2ReRLvivo8.2.2功率及效率计算

此时，Q点为：交流负载线

VCEiC/mA8.2.2功率及效率计算1.直流电源输出的功率8.2.2功率及效率计算2.最大负载功率(RL=Re时)3.最大效率1.直流电源输出的功率实际效率明显小于25%8.2.2功率及效率计算放大电路的输出没有失真的工作方式称甲类放大(器)如何解决效率低的问题？办法：降低Q点。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。缺点：但又会引起截止失真。效率太低！

8.3.1电路组成

8.3.2分析计算

8.3.3功率BJT的选择

8.3.1电路组成互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、PNP各一支；两管特性一致。互补对称功放类型无输出变压器式（OTL电路）无输出电容式（OCL电路）OTL:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLess类型：

8.3.1电路组成RLvivo1.由NPN、PNP型BJT构成两对称射极输出器对接；2.双电源供电；3.输入输出端不加隔直电容。电路的结构特点：RLvivoRLvivo射极跟随器！

8.3.2分析计算1.

静态分析故不需要隔直电容！vi=0V

T1、T2均不工作

vo=0V2.

动态分析vi

0VT1截止，T2导通iL=ic2vi>0VT1导通，T2截止iL=ic1T1、T2两BJT都只在半周期内工作的方式，称乙类放大RLvo

8.3.2分析计算3.

输入输出波形关系交越失真：输入信号vi在过零前后，输出信号出现的失真便为交越失真。RLvivo死区电压交越失真

8.3.2分析计算3.

输入输出波形关系乙类放大的特点：(1)静态电流ICQ、IBQ等于零；(2)每管导通时间为半周期；(3)存在交越失真。

死区电压交越失真单管导通＜180°

8.3.2分析计算4.

最大输出功率及效率的计算A.最大输出交流信号：RLvo忽略饱和区截止区

8.3.2分析计算4.

最大输出功率及效率的计算B.最大输出交流功率：负载得到的最大功率为：RLvo

8.3.2分析计算4.

最大输出功率及效率的计算C.电源直流平均功率：两电源提供的总功率为：对正电源VCC，有:

8.3.2分析计算4.

最大输出功率及效率的计算D.最大效率：效率为：OCL电路效率较高存在交越失真E.管耗：

8.3.3功率BJT的选择5.

最大管耗与最大输出功率的关系单管管耗：单管最大管耗：0.6VCC处，出现最大管耗0.2Pom

8.3.3功率BJT的选择5.

最大管耗与最大输出功率的关系单管管耗：电源功率：信号功率：

8.3.3功率BJT的选择6.

功率BJT的选择①

每只BJT的最大允许功率PCM必须大于0.2POM②

应选用|V(BR)CEO|>2VCC的功率管③

通过功率BJT的最大集电极电流为VCC/RL，所选功率BJT的ICM一般不能低于此值

8.4.1甲乙类双电源互补对称电路

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1.交越失真产生的原因：BJT非线性特性：vi<vT时截止!RL单管导通＜180°

8.4.1甲乙类双电源互补对称电路1.交越失真产生的原因：BJT非线性特性：vi<vT时截止!RL交越失真单管导通＜180°

8.4.1甲乙类双电源互补对称电路2.解决方案：原理：vi

正弦信号。正半周，T2截止，T1-b极电位↑并进入良好导通状态；负半周，T1截止，T2-b极电位↑，进入良好导通状态。从而克服死区影响，消除交越失真两管导通时间均比半周期大些之工作方式称“甲乙类放大”+RL基极加微弱偏置避开死区！

8.4.1甲乙类双电源互补对称电路2.解决方案(改进)：RLvivoUBE倍增电路！viRLvo

8.4.1甲乙类双电源互补对称电路3.波形关系：特点：存在较小

ICQ

/IBQ。每管导通>0.5T，基本不失真

8.4.2甲乙类单电源互补对称电路1.特点：1.单电源供电；2.输出加有大电容。T1T2特性对称，故调节R1、R2，使2.静态分析：T2由C供电，C需足够大！否则供电不稳！RLvo+Q：无

C

可以吗？

8.4.2甲乙类单电源互补对称电路3.动态分析：T1/T2各施加相当

0.5VCC

的直流电平，故输出最大信号的幅值比双电源减半。RLvo+

当有正弦信号

vi时，T1/T2交替工作，其过程与双电源相同。

8.4.2甲乙类单电源互补对称电路4.输出功率和效率：与双电源类似，但幅值减半

8.5.1散热与BJT二次击穿

8.5.2

功率VMOSFET和DMOSFET

8.5.3

MOS功率管的甲乙类功放

8.5.4

BJT集成功放举例

8.5.1散热与BJT二次击穿1.

功率BJT的重要问题：散热BJT管消耗功率，使管子的

PN

结温度升高，当结温升高到一定程度，BJT将损坏，因而BJT的输出功率受PCM限制（Ge管约90℃，Si管约150℃）。

8.5.1散热与BJT二次击穿2.BJT的二次击穿

实际工作时，常发现BJT工作未超过允许值PCM值，管子也不发烫，但功率管突然失效或性能显著下降，这种现象大部分是由二次击穿引起。

对于VCE>V(BR)CEO而引起的击穿，只要外电路限制击穿电流，BJT不会损坏，待集电极电压减小后，管子就恢复到正常工作，因此这种击穿是可逆，称一次击穿。如果上述击穿电流不加限制，就会出现VCE迅速减小，IC迅速增大，通常将这种现象称二次击穿。

8.5.1散热与BJT二次击穿2.BJT的二次击穿原因：主要是BJT内PN结面不均匀、晶格缺陷等。过程：PN结面某些薄弱点上电流密度增大，引起该局部点温度↑，由于PN结是负温系数，温度升高则电阻更小，从而使局部点上电流密度更大，温度更高…，如此恶性循环（正反馈），最终导致过热点的晶体熔化，相应在CE极间形成低阻通道，即使VCE下降IC仍剧增，结果功率管尚未发烫即损坏。二次击穿是不可逆的，且是破坏性的。

8.5.1散热与BJT二次击穿2.BJT的二次击穿

二次击穿和功率BJT的工作电流/电压/功耗/结温/电流脉宽等有关。但从通过的平均电流看，可能并没有uoiC/mAUCE达到诱发值，二次击穿还是产生，因此提出各种解释理论，主要有电流集中理论和雪崩注入理论等。使用时要注意二次击穿限制二次击穿PSB

SOA

8.5.1散热与BJT二次击穿2.

提高BJT可靠性的主要途径1.在最坏条件下（包括冲击电压在内），工作电压不应超过极限值的80%。2.在最坏条件下（包括冲击电流在内），工作电流不应超过极限值的80%。3.在最坏条件下（包括冲击功耗在内），工作功耗不应超过器件最大工作环境温度下最大允许功耗的极限值的50%。4.工作时，器件的结温不应超过允许最大结温的70～80%。

8.5.2功率VMOSFET和DMOSFET本节自学

8.5.3MOS功率管的甲乙类功放SHM1150II

8.5.3MOS功率管的甲乙类功放SHM1150II8.5.4BJT集成功放举例LM3808.5.4BJT集成功放举例LMXXX

8.5.4BJT集成功放举例输出功率的估算：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）。功放的特点、分类(甲乙)及与一般放大器的区别功率放大器的分析方法：大信号图解法甲类功放效率低，乙类功放存在交越失真典型甲乙类功放的分析和计算：单双电源

本章小结

Endof§8

！ThankYou!11醉翁亭记

1．反复朗读并背诵课文，培养文言语感。

2．结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。

3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。

4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。

关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例

环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？

明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1．学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2．以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3．教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见《我的积累本》。目标导学四：解读文段，把握文本内容1．赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。

明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2．第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3．第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4．作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5．第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1．在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2．反复朗读，请同学说说本文读