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* 电子技术基础 第八章 功率放大器 模拟电路部分 第八章 功率放大器(power amplifier ) §8.1 功率放大电路的一般问题 §8.2 乙类互补对称功率放大电路 §8.3 甲乙类互补对称功放电路 例1: 扩音系统 执行机构 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。 功率放大 电压放大 信号提取 §8.1功率放大电路的一般问题 1. 功率放大电路的主要特点 功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。因此,要求同时输出较大的电压和电流。 管子工作在接近极限状态。 2. 要解决的问题 提高效率 减小失真 一般直接驱动负载,带载能力要强。 3. 提高效率(efficiency )的途径 降低静态功耗,即减小静态电流。 功率放大电路与前面介绍的电压放大电路有本质上的区别吗? 管子的保护 4. 三极管的三种工作类型 由于静态工作点位置的不同,三极管根据正弦信号整个周期内的导通情况,可分为几个工作类型: 甲类(class A amplification ):一个周期内均导通 乙类(class B ):导通角等于180° 甲乙类(class AB ):导通角大于180° 用哪种组态的电路作功率放大电路最合适? 甲类放大电路,电源始终不断地输送功率,静态时这些功率全部消耗在管子和电阻上,并以热量的形式耗散出去;有信号时,效率最高只有50% 思考 vCE iC O t iC O Q Icm Vcem 设“Q”设置在 交流负载线中点 VCC IC Pomax : 负载上得到的交流信号功率。 PE : 电源提供的直流功率。 甲乙类和乙类放大电路,静态时,电源输出功率很小或为零;有信号时,电源提供的功率随之增大,提高了电路效率。 虽然甲类和乙类放大电路减小了静态功耗,提高了效率,但输出波形严重失真。为此为了满足功率放大的要求,需在电路结构上采取措施。 用哪种组态的电路作功率放大电路最合适? 思考 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 、VCEM 、 PCM 。 ICM PCM vCEM iC vCE (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(?)。 如何解决效率低的问题? 办法:降低Q点。 缺点:但又会引起截止失真。 §8.3 乙类互补对称功率放大电路 既降低Q点又不会引起截止失真的办法:互补对称射极输出器。 互补对称功放的类型 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(complementary symmetry ):电路中采用两支晶体管,NPN、PNP各一支;两管特性一致。 类型: 8.3.1 无输出电容的互补对称功放电路 ( OCL电路) 一、工作原理(设vi为正弦波) 电路的结构特点: vi -VCC T1 T2 vo +VCC RL iL 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。 ic1 ic2 动态分析: vi ? 0V T1截止,T2导通 vi 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: vi = 0V ? T1、T2均不工作 ? vo = 0V vi -VCC T1 T2 vo +VCC RL iL 0 iC2 vCE 0 iC1 0 iC1 互补对称功放电路图解分析 vi正半周时T1的工作情况 vi整个周期内T1 、 T2的工作情况 8.3.2 最大输出功率及效率的计算 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。 VLmax 负载上得到
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