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第八章 功率放大器 模拟电子线路 第八章 功率放大器 §8.1 概述 §8.2 互补对称功率放大电路 §8.3 实际功放电路 §8.4 集成功率放大器 §8.5 变压器耦合式功放电路 例1： 扩音系统 功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。 §8.1 概述 例2：温度控制 R1-R3:标准电阻 Ua : 基准电压 Rt :热敏电阻 A：电压放大器 Rt T UO 室温T Ub UO1 分析功放电路应注意的问题 (1) 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 、UCEM 、 PCM 。 (2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。 (3) 电源提供的能量尽可能地转换给负载，以减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（?）。 Pomax : 负载上得到的交流信号功率。 PE ： 电源提供的直流功率。 射极输出器的输出电阻低，带负载能力强，但做功放不适合。为什么？解释如下： 射极输出器能否做功率放大？ 射极输出器效率的估算： (设RL=RE) 若忽略晶体管的饱和压降和截止区，输出信号uo的峰值最大只能为： uo的取值范围 直流负载线 交流负载线 UCEQ = 0.5USC 静态工作点： 为得到较大的输出信号，假设将射极输出器的静态工作点（Q）设置在负载线的中部，令信号波形正负半周均不失真 ，如下图所示。 放大电路的输出没有失真的工作方式称为甲类放大。 1. 直流电源输出的功率 2. 最大负载功率 3. 最大效率 (RL=RE时) 如何解决效率低的问题？ 办法：降低Q点。 既降低Q点又不会引起截止失真的办法：采用推挽输出电路，或互补对称射极输出器。 缺点：但又会引起截止失真。 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： §8.2 互补对称功率放大电路 8.2.1 无输出电容的互补对称功放电路 （ OCL电路） 一、工作原理（设ui为正弦波） 电路的结构特点： 1. 由NPN型、PNP型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成。 2. 双电源供电。 3. 输入输出端不加隔直电容。 动态分析： ui ? 0V T1截止，T2导通 ui 0V T1导通，T2截止 iL= ic1 ; iL=ic2 T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，称为乙类放大。 因此，不需要隔直电容。 静态分析： ui = 0V ? T1、T2均不工作 ? uo = 0V 乙类放大的输入输出波形关系: 死区电压 交越失真：输入信号 ui在过零前后，输出信号出现的失真便为交越失真。 (1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零； (2) 每管导通时间等于半个周期 ； (3) 存在交越失真。 乙类放大的特点： 二、最大输出功率及效率的计算 假设 ui 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。 负载上得到的最大功率为： 若忽略晶体管的饱和压降，则负载（RL)上的电压和电流的最大幅值分别为： 电源提供的直流平均功率计算： 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： USC1 =USC2 =USC 效率为： 结论：OCL电路效率较高； 电流、电压波形存在失真。 三、电路的改进 1. 克服交越失真 交越失真产生的原因： 在于晶体管特性存在非线性，ui uT时晶体管截止。 克服交越失真的措施： 静态时 T1、T2两管发射结电位 分别为二极管D1、 D2的 正向导通压降，致使两管 均处于微弱导通状态。 电路中增加 R1、D1、 D2、R2支路。 动态时 设 ui 加入正弦信号。 正半周， T2 截止，T1 基极 电位进一步提高，进入良 好的导通状态；负半周， T1截止，T2 基极电位进一 步提高，进入良好的导通 状态。从而克服死区电压 的影响，去掉交越失真。 甲乙