模电第七章功率放大电路

模电课件第七章功率放大电路第1页，课件共21页，创作于2023年2月§7.1概述功率放大器的用途和特点功放提高效率的主要途径2第2页，课件共21页，创作于2023年2月模拟电子技术设备的四大部分如图：~电压放大器功率放大器负载（换能器）把电能转换为其他形式的能量功放以输出功率为直接目的。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。高效率地向负载提供失真不大的额定功率，以驱动执行机构把微弱的信号电压放大，是小信号放大器信号源7.1.1功率放大器的用途和特点3第3页，课件共21页，创作于2023年2月功放电路的特殊问题1、输出功率2、效率为获得大的功率输出，要求功放管的电压电流都有足够大的输出幅度，因此管子通常在极限状态下工作。主要技术指标：最大输出功率Pom。功率放大器的输出功率是由直流电源能量转换得到的。其转换能力称集电极效率，即PT：耗散在管子集电极上的功率，称管耗4第4页，课件共21页，创作于2023年2月3、非线性失真4、功放管的散热问题5、分析方法由于功率放大器工作在大信号状态，不可避免要产生非线性失真。且输出功率越大，失真越大。实际中需在获得最大功率的同时，尽可能把非线性失真限制在允许的范围内。功放管在极限运用时，uCE最大值接近U（BR）CEO，iC最大值接近ICM，Po接近PCM，且有相当大功率消耗在集电结上，要考虑功放管的散热和保护问题。在大信号下，小信号模型已不在适用，需采用图解分析法。5第5页，课件共21页，创作于2023年2月7.1.2功放提高效率的主要途径

PT

管子在信号一周期内导通时间越短，相应管耗越小，效率就越高。在低频功放电路中，按管子集电极电流流通时间的不同可分为：甲（A)类放大乙(B)类放大甲乙(AB)类放大6第6页，课件共21页，创作于2023年2月甲类：Q点设在放大区中部，整个信号周期内iC≥0甲乙类：管子在静态时微导通，信号半周期以上iC≥0。乙类：Q点设在截止区边缘，信号半周期内iC≥0。

最低，

≤50%。失真最小。

最高，

可接近78.5%。失真最大。

略低于乙类。7第7页，课件共21页，创作于2023年2月§7.2互补推挽功率放大电路乙类互补推挽放大电路甲乙类互补推挽放大电路单电源互补推挽放大电路采用复合管的功率输出级乙类和甲乙类放大的效率较高，但波形严重失真。为解决效率和失真的矛盾，需要在电路结构上采取措施。8第8页，课件共21页，创作于2023年2月7.2.1乙类互补推挽放大电路1、电路结构T1为NPN管，与负载RL组成正向跟随ui的射极输出器；T2为PNP管，与负载RL组成反向跟随ui的射极输出器；9第9页，课件共21页，创作于2023年2月2、工作原理当ui

处于正半周时，T1导通，T2截止，电流通iC1过负载RL。当ui为负半周时，T2导通，T1截止，电流iC2通过负载RL。T1、T2轮流导通，在负载RL上合成一个完整的不失真波形。利用两个特性对称的反型BJT互相补足的特点，完成推挽放大功能，故称双电源供电的互补对称推挽功率放大器。10第10页，课件共21页，创作于2023年2月设输入信号：ui=Uimsinωt输出信号电压幅值：Uom=Ucem

Uim输出信号电流幅值：Iom=Icm11第11页，课件共21页，创作于2023年2月1）输出功率Po管子尽限运用时，2）直流电源供给的功率Pv互补推挽电路中，正、负电源在一周内轮流供电，故电源提供的总功率为：管子尽限运用时，3、主要参数估算12第12页，课件共21页，创作于2023年2月3）效率η管子尽限运用时，4）管耗PTT1、T2在信号一周内轮流导通，则PT1=PT2。乙类工作时，静态管耗为零PT是Uom的二次函数。可用PT对Uom求导的办法求出其最大值：13第13页，课件共21页，创作于2023年2月当时，PT取得最大值。T1、T2在信号一周内轮流导通，则PT1=PT214第14页，课件共21页，创作于2023年2月4）功率管参数的选择

U(BR)CEO的选择

ICM的选择

PCM的选择T1导通T2截止时，T2所承受的最大反压为T1、T2的最大反压为15第15页，课件共21页，创作于2023年2月7.2.2甲乙类互补推挽放大电路1、交越失真因IB=0，形成死区电压交越失真16第16页，课件共21页，创作于2023年2月2、甲乙类互补推挽电路为消除交越失真，可给T1、T2一很小的偏置电压，使其在静态时处于微导通状态。二极管提供偏置UBE倍增电路提供偏置17第17页，课件共21页，创作于2023年2月3单电源互补推挽放大电路OTL电路R1、R2提供合适的直流偏置，并使当ui<0，T2导电，iC2流过RL，同时向C充电；当ui>0，T3导电，C通过RL放电。18第18页，课件共21页，创作于2023年2月由于T2、T3的工作电压均为0.5VCC，因而Po、PT、Pv等的计算，只须将乙类互补电路指标计算中的VCC代之以0.5VCC即可。可用一个电源VCC和一个电容C代替双电源。19第19页，课件共21页，创作于2023年2月4、带自举的OTL电路R3、C3为自举电路。静态时，C3充电至当ui≤0，T2导电，由于C3足够大，UC不变，则20第20页，课件共21页，创作于2023年2月