模拟电子技术基础-第8章功率放大电路课件

第五章功率放大电路武汉理工大学信息工程学院电子技术基础课程组第五章功率放大电路武汉理工大学5功率放大电路本章主要内容引言5.1功率放大电路的一般问题5.2乙类双电源互补对称功率放大器5.3甲乙类互补对称功率放大器5.4集成功率放大器5.5功率器件电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5功率放大电路本章主要内容电子技术基础精品课程——模拟5.1功率放大电路的一般问题本节主要内容1.功率放大电路的特点及主要研究对象2.功率放大电路提高效率的主要途径电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.1功率放大电路的一般问题本节主要内容电子技术基础精品课程5.1功率放大电路的一般问题功率放大电路:要求获得一定的不失真的输出功率。电压放大电路:要求负载得到不失真的电压信号。通常在大信号下工作，一般采用图解法进行分析。讨论的问题是：

⑴要求输出功率尽可能大。⑵效率要高。⑶非线性失真要小。⑷功率管的散热问题功率大→Vo、Io大→发热讨论的主要指标：电压增益（Ǻv），输入、输出电阻（Ri,Ro）

输出功率不一定大。分析方法：小信号模型分析法比较1.功率放大电路的特点及主要研究对象电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.1功率放大电路的一般问题功率放大电路:要求获得一定的不5.1功率放大电路的一般问题在一周期内ic﹥0，最大效率50％甲类放大放大电路的三种工作状态vCEQicICQωt

ICQic2.功率放大电路提高效率的主要途径OO电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.1功率放大电路的一般问题在一周期内ic﹥0，最大效率5放大电路的三种工作状态甲乙类放大在一周期内有半个周期以上ic﹥0ICQicωt

vCEQicICQOO5.1功率放大电路的一般问题电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础放大电路的三种工作状态甲乙类放大在一周期内有半个周期以上ic乙类放大放大电路的三种工作状态在一周期内只有半个周期ic﹥0，最大效率78.5％ICQicωt

QicvCEICQ=0虽然提高了效率，但出现了严重的波形失真，需要改进电路——既不失真，又要高效率OO5.1功率放大电路的一般问题电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础乙类放大放大电路的三种工作状态在一周期内只有半个周期ic﹥

输出功率Po

管耗PT5.2.1电路组成5.2.2分析计算5.2.3BJT的选择

电源供给的功率PV

效率η5.2乙类双电源互补对称功率放大电路

最大管耗和最大输出功率的关系

功率BJT的选择

电路组成

工作原理电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础输出功率Po管耗PT5.2.1电路组成5.2.25.2乙类双电源互补对称功率放大电路5.2.1电路组成1)T1:NPN，T1

:PNP2)+VCC:正电源，-VCC:正电源3)–vi:输入，-vo:输出电路组成:电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.2乙类双电源互补对称功率放大电路5.2.1电路组5.2乙类双电源互补对称功率放大电路1)vi=0时，为静态2)vi正半周时，T1导通,T2截止电路工作原理:3)vi负半周时，T2导通，T1截止vitovoto电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.2乙类双电源互补对称功率放大电路1)vi=0时5.2乙类双电源互补对称功率放大电路5.2.2分析计算（1）输出功率Po（为有效值）当管子饱和导通时，Vom=Vcc-VCES≈Vcc最大输出功率PomaxL2omLomomo222=RVRVVooIVP==电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.2乙类双电源互补对称功率放大电路5.2.2分析计5.2乙类双电源互补对称功率放大电路（2）管耗PT单个管子在一个周期内的平均管耗两管管耗管压降输出电压流过管子的电流电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.2乙类双电源互补对称功率放大电路（2）管耗PT单个管5.2乙类双电源互补对称功率放大电路管耗输出功率（3）电源供给的功率PV（4）效率

电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.2乙类双电源互补对称功率放大电路管耗输出功率（3）电5.2乙类双电源互补对称功率放大电路5.2.3功率BJT的选择1.最大管耗和最大输出功率的关系管耗PT1是输出电压幅值Vom的函数（用求极值的方法求解）令，则故具有最大管耗则每管最大管耗和电路的最大输出功率具有如下的关系：PT1m≈0.2Pom＝20％Pom电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.2乙类双电源互补对称功率放大电路5.2.3功率BJT5.2乙类双电源互补对称功率放大电路要得到最大输出功率，BJT的参数必须满足下列条件：⑴每只BJT的最大允许管耗必须大于PT1m≈0．2Pom；

⑵考虑到当T2导通时，－VCES2≈0,此时VCE1具有最大值，且等于2VCC。因此，应选用∣V（BR）CEO∣＞2VCC的管子；

⑶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。2.功率BJT的选择电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.2乙类双电源互补对称功率放大电路要得到最大输出功率，

功放电路如图所示，设VCC=12V，RL=8Ω，BJT的极限参数为ICM=2A，∣

V（BR）CEO

∣=30V，PCM=5W。试求：⑴最大输出功率Pom值，并检验所给BJT是否能安全工作？⑵放大电路在η=0.6时的输出功率Po值。例5．2．15.2乙类双电源互补对称功率放大电路电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础功放电路如图所示，设VC解：⑴求Pom，并检验BJT的安全工作情况Pom==（12V）2/2×8Ω=9W通过BJT的最大集电极电流最大管耗BJTc、e极间的最大压降iCm=Vcc/RL

=12V/8Ω

=1。5AvCEm=2VCC

=24VPT1m≈0。2Pom=0。2×9W=1。8W所求iCm、

vCEm和

PT1m，均分别小于极限参数ICM、∣

V（BR）CEO

∣和PCM，故BJT能安全工作。5.2乙类双电源互补对称功率放大电路电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础解：⑴求Pom，并检验BJT的安全工作情况Pom==（15.2乙类双电源互补对称功率放大电路⑵求η=0。6时的

Po值由可求出Vom=η

·4Vcc/π=0。6×4×12V/π

=9。2V=9。22/8/2=5。3V故可得到电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.2乙类双电源互补对称功率放大电路⑵求η=0。6时的5.3甲乙类互补对称功率放大器一.问题的提出二.克服交越失真的措施电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.3甲乙类互补对称功率放大器一.问题的提出二.克服交越失5.3甲乙类互补对称功率放大器iLvi-VCCT1T2vo+VCCRL一。问题的提出vivo死区电压交越失真电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.3甲乙类互补对称功率放大器iLvi-VCCT1T2vo5.3甲乙类互补对称功率放大器二、克服交越失真的措施5.3.1甲乙类双电源互补对称电路5.3.2甲乙类单电源互补对称电路电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.3甲乙类互补对称功率放大器二、克服交越失真的措施5.35.3.1甲乙类双电源互补对称电路1.利用二极管进行偏置的双电源互补对称电路T3组成前置放大级，T1.T2组成互补输出级静态时，在D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。有信号时，工作在甲乙类，基本实现线性放大缺点：电位难调Re3Rc3+VCC-VCCVOviRLT1T2T3D1D2

电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.3.1甲乙类双电源互补对称电路1.利用二极管进行偏置只要适当调节R1、R2的比值，就可改变T1、

T2的偏压值2。利用uBE扩大电路进行偏置的双电源互补对称电路Re3Rc3+VCC-VCCVOviRLT1T2T3R1R2T4流入T4的基极电流远小于流过R1、R2的电流UCE4=UBE4（R1+R2）/R2ic1ic25.3.1甲乙类双电源互补对称电路电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础只要适当调节R1、R2的比值，2。利用uBE扩大电路进行偏5.3.2甲乙类单电源互补对称电路1.单电源基本(乙类)互补对称电路信号负半周时，T1导通，C充电信号正半周时，T2导通，C放电。电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5.3.2甲乙类单电源互补对称电路1.单电源基本(乙类)2.采用一个电源的互补对称偏置电路T3组成前置放大级，T1.T2组成互补输出级静态时调节R1﹑和R2，为T1、T2提供了一个适当的偏压VK=VC=VCC/2RcRe+VccVORLT1