模拟电子技术基础 第9章 功率放大电路概念及互补输出级的分析计算.pptVIP

第二十七讲 功率放大电路 一、概述 2. 对功率放大电路的要求 4. 功率放大电路的种类 乙类推挽电路 （2）OTL电路 （3） OCL电路 （4）BTL电路 几种电路的比较 复习. 交越失真 复习、消除交越失真的互补输出级 对偏置电路的要求：有合适的Q点，且动态电阻尽可能小，即动态信号的损失尽可能小。 如果信号为零时两只管子处于临界导通或微导通状态，那么当有信号输入时两只管子中至少有一只导通，因而消除了交越失真。 二极管导通时，对直流电源的作用可近似等效为一个0.6～0.8V的直流电池，对交流信号的作用可等效为一个数值很小的动态电阻。 复习、消除交越失真的互补输出级 二、互补输出级的分析估算 2. 效率 3. 晶体管的极限参数 讨论：出现下列故障时，将产生什么现象? 模拟电子技术基础（第九章） 一、概述 二、互补输出级的分析计算 1. 功率放大电路研究的问题 （1） 性能指标：输出功率和效率。 功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，输出基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率 。若已知Uom，则可得Pom。 特点 1).要求输出功率尽可能大，是大信号工作状态，应采用图解法 2).由于处于大信号工作状态，易产生非线性失真 最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。 （2） 分析方法：因大信号作用，故应采用图解法。 （3） 晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。 在功放中，晶体管通过的最大集电极或射极电流接近最大集电极电流，承受的最大管压降接近c-e反向击穿电压，消耗的最大功率接近集电极最大耗散功率。称为工作在尽限状态。 3).要考虑电路的功率转换效率，并使其尽可能的高 4).需要解决功放管的散热问题 （1）甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态 （2）乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态 （3）甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态 （1）在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大，即输出功率尽可能大。 （2）效率尽可能高，因而电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管的集电极电流近似为0。 3、晶体管的工作方式 （1）变压器耦合功率放大电路 单管甲类电路 ① 输入信号增大，输出功率如何变化？ ② 输入信号增大，管子的平均电流如何变化？ ③ 输入信号增大，电源提供的功率如何变化？效率如何变化？ 适合做功放吗？ 信号的正半周T1导通、T2截止；负半周T2导通、T1截止。 两只管子交替工作，称为“ 推挽 ”。设 β为常量，则负载上可获得正弦波。输入信号越大，电源提供的功率也越大。 输入电压的正半周： ＋VCC→T1→C→RL→地 C 充电。 输入电压的负半周： C 的 “＋”→T2→地→RL→ C “ －” C 放电。 C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。 OTL电路低频特性差。 因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，故选用OTL电路。 输入电压的正半周： ＋VCC→T1→RL→地 输入电压的负半周： 地→RL →T2 → －VCC 两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。 静态时，UEQ＝ UBQ＝0。 输入电压的正半周：＋VCC→ T1 → RL→ T4→地 输入电压的负半周：＋VCC→ T2 → RL→ T3→地 ①是双端输入、双端输出形式，输入信号、负载电阻均无接地点。 ②管子多，损耗大，使效率低。 变压器耦合乙类推挽：单电源供电，笨重，效率低，低频特性差。 OTL电路：单电源供电，低频特性差。 OCL电路：双电源供电，效率高，低频特性好。 BTL电路：单电源供电，低频特性好；双端输入双端输出。 消除失真的方法： 设置合适的静态工作点。 信号在零附近两只管子均截止 开启电压 求解输出功率和效率的方法: 然后求出电源的平均功率， 效率 1. 输出功率 在已知RL的情况下，先求出Uom，则 PT对UOM求导，并令其为0，可得 在输出功率最大时，因管压降最小，故管子损耗不大；输出功率最小时，因集电极电流最小，故管子损耗也不大。 管子功耗与输出电压峰值的关系为 因此，选择晶体管时，其极限参数 将UOM代入PT的表达式，可得 清华大学 华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 1. R2短路； 2. R2断路； 3. D1短路； 4. D1断路； 5. T1集电极开路。 T2、T5的极限参数： PCM＝1.5W，ICM＝600mA，UBR（CEO）＝40V。 已知二极管的导通电压UD＝0.7V，晶体管导通时的│UBE│＝0.7V，T2和T4管发射极静态电位UEQ＝0V。 （1）T