第四章差动放大电路和功率放大电路讲义.ppt

* * 4.5 集成运算放大器 * （3）功率放大电路的分类 甲类（A类）：工作点Q设在放大区，对于输入信号为正弦波的整个周期内ic?0，即三极管在整个周期都导通。因此导通角? =?。 导通角：通常将一个周期内出现集电极电流部分所对应角度的一半称为集电极电流的导通角 (a)甲类(导通角为180°) 能量转换效率ηmax=50% 在没有交流输入时，电源功率全 部转变为管耗。 * 乙类（B类）：工作点选在导通的阈值点（UBEQ= UBE(on)，ICQ=0），因此只有在输入信号的半个周期内有ic，导通角? =?/2。 (b)B类(导通角为90°) * 甲乙类（AB类）：工作点选在放大区中，但靠近截止区的地方，导通角???/2。 i C t 0 i C u BE Q ( d ) π 2 π 0 * 4.4.2 互补推挽乙类(B类)功率放大器 一、双电源互补推挽乙类功率放大器 (OCL电路) 1.电路结构及工作原理 OTL、OCL、BTL、变压器耦合式等。 OTL：Output transformerless（输出没有变压器） OCL：Output capacitorless （输出没有电容） BTL：Balanced transformerless（桥式推挽电路） * 静态工作点：ui=0，两管都截止，ICQ=0，Uo=0，UCEQ1=UCC ，UCEQ2=?UCC——静态ICQ=0，属于乙类功放。 （1）电源静态功耗为零 * 交流分析：设ui为一正弦波信号。设发射极导通电压UBE（on）=0。 当ui为正半周时，V1导通，V2截止，为射极输出器，uo=ui。iC1流入负载→uo0。 当ui为负半周时，V2导通，V1截止，为射极输出器，uo=ui。iC1流出负载→uo 0。 (2)两只晶体管交替导通，合成一个不失真的输出信号 * (3)带负载能力强 电路中晶体管都接成共集组态，输出阻抗低，带负载能力强，输出电压Uo与Ui同向。 * 2. 功率与效率的计算 （a）V1的输出特性 图 互补推挽乙类功放的输出特性 * 1)输出交流功率PO V1、V2为半周工作，但负载电流却是完整的正弦波。 * 当信号为零时，工作点接近于截止点，ICQ=0，电源不提供功率；而随着信号的增大，iC1增大，电源提供的功率也将随之增大。这点与A类功放有本质的差别。 每个晶体管的集电极电流平均值为： 2)电源提供的功率 两组电源供给的总功率 ： * 3)每管转换能量的效率η 当信号最大，ξ=1时，效率达到最高： 可见，B类工作的效率远比A类的高。 * 4)每个管子损耗PC 可见，每个管子的损耗PC是输出信号振幅的函数。将PC对Uom求导，可得出最大管耗PCm。令 * 得出，当 时，每管的损耗最大： * 3.选择功率管 (1)已知Pom及RL，选UCC，则 (2)已知Pom，选择管子允许的最大功耗PTM。 管子允许的最大功耗 * P88 例4.3 P89 例4.4 * 4.乙类互补对称功率放大电路的交越失真及其消除 * 克服交越失真的措施： 避开死区电压区，需要给电路设置偏置，让每一晶体管处于微导通状态，使之工作在甲乙类状态，电路如图4.4.5。当输入信号一旦加入，晶体管立即进入线性放大区。而当静态时，虽然每一个晶体管处于微导通状态，由于电路对称，而两管静态电流相等，流过负载电流为零，从而消除了交越失真。 * 二、单电源互补跟随乙类功率放大器(OTL) * 故，该电路负载得到的最大交流功率PLm为 * 例：某OCL互补对称电路如图所示，已知三极管T1、T2的饱和压降Uces=1V，Ucc＝18V，RL＝8? (1)计算电路的最大不失真输出功率PLM； (2)计算电路的最大效率?max； (3)为保证电路正常工作，所选三极管的U(BR)CEO和ICM应为多大? * 解： U(BR)CEO2UCC=36V * 例2：上题中若-Ucc接地，求：（1）A点的静态工作点（2）PLM=? 晶体管如何选择？（3）若T1、T2两管性能相同，PCM=200mW，ICM=200mA，UBE(CEO)=24V，求PLM。 * 解：（1）A点静态电位为9V。 （2） 最大耐压值：U(BR)CEO2UCC=18V 最大集电极电流： 最大集电极耗散功率： * （3）根据 可知 因此原来求出的PLM=4W已超过了最大功耗下的PLM。也就是说根据提供参数的T1、T2管得到的功放，输出Uo最大时不能达到Ucc/2。 根据提供的ICM，可知达到ICM时的Uom=ICMRL=200mA?8?=1.6V。 * P91 例4.5 * 三、复合管及准互补跟随乙类功率放大器(OCL电路) 组