第九章功率放大电路

第九章功率放大电路第1页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.19.1

功率放大电路概述要求在多级放大电路的末级（即输出级）输出一定的功率，以驱动负载。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。9.1.1功率放大电路的特点一、特点能根据负载要求提供所需要的输出功率；具有较高的效率；信号基本不失真；半导体三极管的散热和保护问题；分析方法：晶体管小信号模型不能用，用图解法。第2页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.1二、主要技术指标1

最大输出功率Pom：在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率，称为最大输出功率。2

转换效率

PomPV100%=输出功率电源功率100%=三、功率放大电路中的晶体管注意极限参数PCM、ICM、U(BR)CEO的选择，以保证晶体管安全工作。第3页，课件共24页，创作于2023年2月

tuCEiCiCIB=0Q00(3)乙类工作状态（半周导通）(2)甲乙类工作状态(1)甲类工作状态（全导通）tuCEiCiCQ00IB=0tuCEiCiCQ00IB=0第9章9.1四、按晶体管的三种工作状态分类第4页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.19.1.2功率放大电路的组成一、为什么共射放大电路不宜用作功率放大电路图9.1.1小功率管共射放大电路的输出功率和效率的分析RCRbT-++Vccuo-+uIC1C2RLQuCE

交流负载线直流负载线AUCEQBUCEQ+ICQR’LVCCICQIBQDECiCVCC/RC第5页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.1QuCE

交流负载线直流负载线AUCEQBUCEQ+ICQR’LVCCICQIBQDECiCVCC/RC静态：电源的直流功率PV=ICQVCC（矩形面积ABCO）晶体管管耗PC=ICQUCEQ（矩形面积AQDO）RC的功率损耗PRc＝I2CQRC（矩形面积QBCD）动态：O第6页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.1二、变压器耦合功率放大电路CTRLRbN1N2uI

+VCCQuCE

交流负载线直流负载线AB2VCCICQVCCiC图9.1.2单管变压器耦合功率放大电路第7页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.11、单管变压器耦合功率放大电路转换效率：=50%使交流负载线交在横轴2VCC点上，保证动态最大。PVR

L不变，交流分量幅值为ICQ。所以，第8页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.12、变压器耦合乙类推挽功率放大电路RLN1N2uI

T1N2T2N3N3N4+-+-+-推挽：同类管子在电路中交替导通。等效电阻能够获得的最大电压近似于VCC。图9.1.3变压器耦合乙类推挽功率放大电路(a)第9页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.1三、无输出变压器的功率放大电路(OTL)用大容量电容取代变压器ui四、无输出电容的功率放大电路(OCL)采用正、负双电源供电。T1、T2交替工作，输出与输入之间双向跟随。互补：不同类型管子交替工作，且均组成射极输出形式。T1T2+VCCCRL+VCC/2+uo+-(-)-图9.1.4OTL电路图9.1.5OCL电路T1T2+VCCuiRL+-VCC(-)+uo-第10页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.1五、桥式推挽功率放大电路(BTL)T1T3+VCCRL+T2T4+uO-优点：用单电源供电，且不用变压器和大电容。图9.1.6BTL电路缺点：管子多，不易对称；损耗大；输入、输出无接地点。-第11页，课件共24页，创作于2023年2月9.2互补功率放大电路9.2.1.OCL电路的组成及工作原理一、电路组成在ui正半周,T1导通,T2截止,T1的集电极电流ic1流过负载RL

在ui负半周,T1截止,T2导通,T2的集电极电流ic2流过负载RL

第9章9.21、基本OCL电路T1T2+VCCuiRL+-VCC(-)+uo-图9.1.5OCL电路ttuiiL00第12页，课件共24页，创作于2023年2月图9.2.1交越失真的产生由于三极管T1、T2没有静态偏压，在发射结电压小于死区电压时，产生交越失真。

交越失真iBiB1iB2-uBE2ottoot1t4t1t2t2t3t3t4uBE1uBE2uBE1第9章9.2第13页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.22、设置静态偏置消除交越失真

偏置电路由二极管D1、D2电阻R1

、

R2和电位器RP组成。图9.2.2消除交越失真的OCL电路例9.2.1例9.2.2+Vcc–VccuoT1T2RLB1B2uiR1R2D1D2R3iC2iC1+-iL+-第14页，课件共24页，创作于2023年2月二、工作原理当ui>0且逐渐增大时，uBE1增大，T1管基极电流iB1随之增大，发射极电流iE1也必然随之增大，负载电阻RL上得到正方向电流；与此同时，ui的增大使uEB2减小，当减小到一定数值时，T2管截止。2.当ui<0且逐渐减小时，uBE2增大，T2管基极电流iB2随之增大，发射极电流iE2也必然随之增大，负载电阻RL上得到负方向电流；与此同时，ui的减小使uEB1减小，当减小到一定数值时，T1管截止。+Vcc–VccuoT1T2RLB1B2uiR1R2D1D2R3iC2iC1+-iL+-图9.2.2消除交越失真的OCL电路第15页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.2tuiuBE1-uBE2O1O2iB2iB1T1管输入特性T2管输入特性iB1iB2两管工作在甲乙类状态，在输入信号正半周，主要由T1管工作，负半周则主要为T2管。图9.2.3T1和T2管在ui作用下

输入特性中的图解分析第16页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.29.2.2OCL电路的输出功率及效率图9.2.4OCL电路的图解分析一、最大输出功率Pom当管压降下降到饱和压降时，负载上得到的最大输出电压幅值为VCC-UCES。第17页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.2二、效率

忽略基极回路电流时，第18页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.29.2.3OCL电路中晶体管的选择一、最大管压降二、集电极最大电流+Vcc–VccuoT1T2RLB1B2uiR1R2D1D2R3iC2iC1+-iL+-图9.2.2消除交越失真的OCL电路第19页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.2三、集电极最大功耗晶体管损耗的功率：PTPV-PO第20页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.2[例9.2.1]所示，已知VCC=15V，输入电压为正弦波，晶体管的饱和管压降︱UCES︱=3V，电压放大倍数约为1，负载电阻RL=4Ω。（1）求解负载上可能获得的最大功率和效率；（2）若输入电压最大有效值为8V，则负载上能够获得的最大功率为多少？图9.2.2第21页，课件共24页，创作于2023年2月第9章9.2[例9.2.2]所示，负载所需最大功率为16W，负载电阻RL=8Ω。设晶体管的饱和管压降︱UCES