8模拟电子技术基础课件 5版.ppt

* * 第8章 功率放大电路 §8.1 功放电路的一般问题 特点 要求输出功率尽可能大，是大信号工作状态，应采用图解法 由于处于大信号工作状态，易产生非线性失真 要考虑电路的功率转换效率，并使其尽可能的高 需要解决功放管的散热问题 分类 根据功放管在电路中的导通时间，功率放大电路可分为如下四类： 甲类：功放管在信号的整个周期中均导通 乙类：功放管只在信号的半个周期内导通 甲乙类：功放管的导通时间大于信号的半个 周期而小于信号的一个周期 丙类：功放管的导通时间小于信号的半个周期 各类功放导通角的示意图 甲类360°导电 甲乙类180°～360°导电 乙类180°导电 丙类180°导电 各类功放静态工作点设置的示意图 甲类 乙类 甲乙类 丙类 有静态功耗，??50％ 静态功耗为0，??78.5％ 静态功耗和效率介于甲类和乙类之间 效率较高，主要用于高频电路 各类功放的优缺点 甲类 乙类 甲类的输出波形不失真，但转换效率较低； 乙类的转换效率较高，但输出波形失真。 如何使得电路既获取较高的转换效率，又使输出波形不失真？？ 从电路的结构入手!! §8.3 乙类双电源互补对称功放电路 电路组成 根据乙类功放导通角只有?，我们将两个互补单管的乙类功放合并在一起，即可在负载上得到完整的不失真波形，据此我们可以得到如左图所示的乙类互补对称功放电路，也称为OCL互补功率放大电路。 工作原理 vi为正半周时，T1导通，T2截止，负载上得到正半周的波形； vi为负半周时，T1截止，T2导通，负载上得到负半周的波形； 输出电流和电压的最大动态范围 交流负载线 NPN管的输出特性曲线 PNP管的输出特性曲线 动画（17－1） VCC 参数计算 输出功率Po 乙类互补对称功放电路结构 当Vom=Vcc时： 参数计算 电源供给功率PV 乙类互补对称功放电路结构 当Vom=Vcc时： 参数计算 管耗PT 乙类互补对称功放电路结构 利用求导的方法可找出管耗的最大值，即: 参数计算 乙类互补对称功放电路结构 转换效率η 当Vom = VCC 时： 功放管的选取 对于OCL电路，为保证功放管在电路里能正常工作，应满足如下条件： PCM必须大于PT1m=0.2 Pom |V(BR)CEO| 2VCC ICM VCC / RL 例 题 例1 在前述图4.2-1所示的乙类双电源互补对称功放电路中，已知输入信号为正弦波，三极管的饱和压降忽略不计 ， ，求： （1）正负电源的最小值；（取整数） （2）根据VCC的值，求 的最小值； （3）当输出功率为最大值10W时，电源供给的功率。 解 (1) (2) (3) 交越失真 在乙类电路中，当输入信号很小时，达不到三极管的开启电压，三极管将不导电。因此在正、负半周交替过零处会出现一种非线性失真，这个失真称为交越失真。 乙类互补对称功放电路结构 交越失真 动画17－2 §8.4 甲乙类双电源互补对称功放电路 为解决交越失真，可在静态时给三极管稍稍加一点偏置，使之处于微导通状态，即工作在甲乙类。 利用三极管的VBE提供可调偏置 利用二极管提供偏置电压 甲乙类功放电路只是静态工作点的设置比乙类电路高，但其交流分析与乙类是一样的，故前述的参数计算公式仍可沿用 §8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路 在电路的输出端加入一较大容量的电容C，通过调整电阻R1、R2，可使输出端K点的静态电位等于VCC /2。 单电源甲乙类互补对称功放电路又称为0TL电路。 只要电容C的充放电时间常数足够大（比信号的周期大），则电容C上的电压在信号的半个周期内将基本保持不变，从而可替代负电源-Vcc。 单电源和双电源功放电路参数计算公式的差异 只需将前述的双电源计算公式中的VCC换成1/2VCC即可 原来的公式 现在的公式 §8.5 常用集成功放电路 集成功放有高频功放和低频功放之分，用在收音机、录音机和扩音机等音频设备中的功放是低频功放。 集成功放使用时不能超过规定的极限参数，极限参数主要有功耗和最大允许电源电压。集成功放要加有足够大的散热器，保证在额定功耗下温度不超过允许值。 BiCOMS集成功放SHM1150 T1、T2组成差分输入级；T3、T4组成差分中间放大级。 T6和N1、T7和N2组成互补对称输出级；T5、R6、R7提供T6、T7基极偏置，使其工作在甲乙类状态。 双极型集成功放LM380/LM384 T1-T4组成复合结构差分放大输入级，T5-T6是其有源负载。T12组成功放的推动级。 T9-T11（其中T