《模拟电子技术0》课件第20讲 功率放大电路概述及OCL电路

第八章

功率放大电路8.1功率放大电路概述8.1.1功率放大电路的特点8.1.2功率放大电路的分类8.2双电源互补对称功率放大电路8.2.1电路的组成及工作原理8.2.2电路参数的计算8.2.3功率放大电路中晶体管的选择8.2.4交越失真现象及改进措施8.3单电源互补对称功率放大电路8.3.1单电源互补对称功率放大电路简介8.3.2达林顿晶体管在放大电路中的应用8.4集成功率放大电路8.4.1集成功率放大器结构8.4.2集成功率放大器应用8.5功率放大电路仿真8.5.1乙类OCL电路仿真8.5.2甲乙类OCL电路仿真8.5.3达林顿管构成的OTL电路仿真本章目录：主要内容：本章主要讲述功率放大电路的分类，互补对称型功率放大电路的组成、工作原理及主要性能指标的估算方法，最后介绍集成功率放大电路的应用。8.1功率放大电路概述8.1.1功率放大电路的特点1.输出功率大输出功率指的是功率放大电路提供给负载的信号功率。对于正弦信号输出功率输出电流有效值：

输出电压有效值：

输出交流信号电流幅值输出交流信号电压幅值2．转换效率要尽量高转换效率指的是功率放大电路的最大输出功率与电源所提供功率的比值。电源供给的总功率3．非线性失真要小半导体器件本身的非线性造成功率放大电路大信号情况下的非线性失真。功率放大电路在取得尽可能大的输出功率的同时必须充分保障信号的本来面目，减小非线性失真。4．重视晶体管的工作状态及其散热问题晶体管工作在极限状态集电极电流要接近于最大集电极电流ICM耗散功率接近于集电极最大耗散功率PCM管压降接近于管子的最大管压降U(BR)CEO注意极限参数的选择5．不同于一般放大电路的分析方法不能采用适合小信号的交流等效电路分析法主要采用图解法来分析。；8.1.2功率放大电路的分类按信号的频率划分低频功率放大电路高频功率放大电路按照晶体管导通角分：甲类、乙类、甲乙类和丙类等四种。1.甲类（A类）功率放大电路：晶体管的导通角为360°直流偏置电流大，效率很低；非线性失真相对较小。2.乙类（B类）功率放大电路：导通角为180°两只互补的晶体管组成推挽结构；静态偏置电流为零，工作效率高；存在交越失真的问题。特点特点3.甲乙类（AB类）功率放大电路：导通角大于180°，但又小于360°特点：克服了乙类功率放大器的缺点4.丙类功率放大电路：导通角小于180°，主要用于高频谐振功率放大电路。8.2双电源互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路又可以分为双电源互补对称功率放大电路和单电源互补对称功率放大电路。8.2.1电路的组成及工作原理双电源互补对称功率放大电路又称为无输出电容（OCL-OutputCapacitorless）功率放大电路，简称OCL电路。电路的组成：V1NPN晶晶体管V2PNP型晶体管UCC正电源-UEE负电源ui>0V→V1导通，V2管截止→iE1流过负载,输出信号的正半周;由V1管、正电源+UCC和负载RL组成射极跟随器，uo=ui。ui<0，V1截止，V2导通，iE2流过负载，输出信号的负半周；由V2管、负电源-UEE和负载RL组成射极跟随器，

uo=ui。输入信号交替变化，T1、T2交替导通、截止，输出负载上就可以得到完整的交流功率信号。8.2.2电路参数的计算1）输出最大功率Pom负载上最大不失真输出电压正弦交流信号的功率代入最大输出功率忽略UCES时2）转换效率电源UCC提供的电流电源所提供的功率转换效率在忽略饱和管压降的情况下理想效率8.2.3功率放大电路中晶体管的选择1.晶体管最大损耗V1晶体管的管压降V1集电极电流V1管的损耗功率为求导，并令可得此时的管耗为2.晶体管的选择每只晶体管的管耗晶体管的耐压值应满足晶体管的最大集电极电流为例8-1在图8-2中，已知UCC=15V，输入电压为正弦波，晶体管的饱和管压降为|UCES|=3V，电压放大倍数约为1，负载电阻RL=8Ω，试求：1）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，则负载上获得的最大功率为多少？解：（1）根据最大功率表达式得效率（2）射随器电压放大倍数约为1，因此，有效值例8-2

在基本OCL电路中，已知负载电阻为4Ω，晶体管的饱和管压降UCES为2V，求：1）若输出最大功率为8W，则电源电压应取多少伏？2）若电源电压15V，则晶体管的最大集电极电流、最大管压降及集电极最大功耗各为多少？解：1）最大输出功率为由已知条件可得解得2）最大不失真输出电压的峰值晶体管集电极最大电流最大管压降晶体管最大损耗功率8.2.4