8功率放大-14总结.ppt

功率放大电路 8.1 功率放大电路的一般问题 8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 §8.1 功率放大电路的一般问题 8.1.1 对功放的特殊要求 （1） 要求输出的功率尽可能大；BJT、FET在近极限状态工作 （2） 功放电路的效率(effiency)要高 Po : 负载上得到的交流信号功率。 PV ： 电源提供的直流功率。 PV -Po =circuit-component power dissipation 器件功耗（发热）与电路的效率有关 （3） 非线性失真要小 （4） 功率器件的散热 分析功放电路一般应用图解法，小信号模型不再适用。 功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、VCEM 、 PCM 。 ICM PCM VCEM Ic vce Safe operating region Power dissipation hyperbola 8.1.2 功放电路提高效率的主要方法 减少静态时的损耗，即降低静态工作点。 观察晶体管工作在几种状态下Q点的设置: BJT的 三种工作状态 三极管根据正弦信号整个周期内的导通情况，可分为几个工作状态： 乙类：导通角等于180° 甲类：一个周期内均导通 甲乙类：导通角大于180° 丙类：导通角小于180° 乙类和甲乙类放大电路的效率提高了，但同时出现了严重的非线性失真，为解决这一矛盾，选用两只特性完全相同的BJT，使它们轮流工作于信号的正负半周进行放大，最后在负载上合成完整的信号波形。 互补对称功放电路的类型 无输出变压器形式 （ OTL电路） 无输出电容形式 （ OCL电路） OTL: Output TransformerLess OCL: Output CapacitorLess 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。 类型： §8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 由NPN型、PNP型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成，双电源供电。输入输出端不加隔直电容。 8.3.1 OCL电路电路组成 vi -VCC T1 T2 vo +VCC RL iL vce1 vce2 正半周时： vo ＝ VCC － vce1 负半周时： vo ＝－ VCC － vce2 ic1 ic2 动态分析： vi ? 0V T1截止，T2导通 vi 0V T1导通，T2截止 iL= ic1 ; vi -VCC T1 T2 vo +VCC RL iL iL=ic2 静态分析： vi = 0V ? T1、T2均不工作(乙类） ? vo = 0V 8.3.2 分析计算 静态图解Q 将T2的特性曲线倒置在T1特性曲线的右下方。静态时，VCE1=VCC, VCE2=－VCC，T1、T2管的Q点重合。 iC1 VCC iC2 iC1 VCE1 VO iC2 VCE2 VO 动态图解输出电流电压的变化范围 输出电流的变化范围为 2Icm 输出电压的变化范围为 2(Vcc－Vces） 忽略管子饱和的压降 Vom＝Vcc＝IcmRL 假设 vi 为正弦波且幅度足够大，T1、T2导通时均能饱和，此时输出达到最大值。 VOmax 负载上得到的功率为： iL -VCC RL vi T1 T2 vO +VCC 最大输出功率 由前面的分析可知： 每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为: 两个电源提供的总功率为： ?t ic1 电源提供的直流平均功率 管耗(power dissipation) 每个晶体管的管耗： BJT的管耗与负载电压的峰值有关。 结论：OCL电路效率较高； 效率(efficiency) 8.3.3 功率BJT的选择 1 最大管耗和最大输出功率的关系 经数学推导可知： 管耗最大发生在Vom＝0.6Vcc时， 每个BJT的最大管耗约为0.2Pom 2.功率BJT的选择 考虑BJT的极限参数与实际电路中的工作极限情况比较，并应留有余地。针对极限参数进行选择。 p390例题。 静态电流 ICQ、IBQ等于零； 每管导通时间等于半个周期 ； 8.3.4 乙类互补对称功率放大电路中的交越失真（crossover distortion） 由于BJT存在死区电压，在无偏置的情况下，当输入信号小于死区电压时，两个管子均截止，负载上无电流，输出电压出现一段死区。 交越失真产生的原因： 在于晶体管特性存在非线性，vi vth时晶体管截止。 iB iB vBE t vi t VT 8.4 甲乙类互补对称功率放大