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第九章 功率放大电路 §9.1 概述 一、功率放大电路研究的问题 二、对功率放大电路的要求 讨论一 讨论二：出现下列故障时，将产生什么现象? 作业 9.1 9.4 9.13 * 第九章 功率放大电路 §9.1 概述 §9.2 互补输出级的分析计算 一、功率放大电路研究的问题 二、对功率放大电路的要求 三、晶体管的工作方式 四、功率放大电路的种类 1. 性能指标：输出功率和效率。 若已知Uom，则可得Pom。 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，晶体管集电极或发射极电流的最大值接近最大集电极电流ICM，管压降的最大值接近c-e反向击穿电压U(BR)CEO， 集电极消耗功率的最大值接近集电极最大耗散功率PCM 。称为工作在尽限状态。 1. 输出功率尽可能大:即在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大。 2. 效率尽可能高: 即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。 4. 解决散热问题 3. 非线性失真小 三 . 功放电路的分类 功放按电路结构区分可分为： 1. 变压器耦合功放 变压器耦合功放是最早采用的功率放大电路。主要特点为： a) 电路简单，体积大， 输出功率小。 b) 效率低，? ≤50% c) 频率响应差，失真大。 RB RL +VCC uO + – ui + – 2. OTL (Output transformerless)功放 OTL功放为单电源供电，主要特点为： ui RL uO +VCC – – + + IC VO c) 静态时 VO= VCC/2 a)采用互补推挽电路作为电路的输出级，该电路易集成，体积小，输出功率较大。 b) 效率较高，? ≤78.50% d) 低频段频率响应差。 3. OCL (Output Capacitorless)功放 OCL功放为对称双电源供电，主要特点为： a)采用互补推挽电路作为电路的输出级，该电路易集成， 是本节讨论重点。 c) 静态时VO= 0 b) 效率较高，? ≤78.50% d) 频率响应好。 ui RL uO +VCC – – + + IC VO –VEE 若晶体管在信号的整个周期内均导通(即导通角? =360?), 则称之工作在甲类状态 ,构成的功放称为甲类功放 。 ? t iC O iC uCE O Q IB=常数 四.功放电路输出级晶体管的工作状态 1.甲类状态(Q点设在负载线中央） 根据晶体管静态偏置的不同，功放电路可分为: 甲类、乙类、甲乙类和丙类功率放大器。 iC RL +VCC ui uCE IB 乙类功放的IC ? 0，静态时不消耗功率，? 最高78.5％。 iC uCE O Q iB=常数 ?t iC O 2.乙类状态 若晶体管仅在信号的正半周或负半周导通（即导通 角? = 180? ），则称之工作在乙类状态 ； 甲乙类功放静态时消耗功率低于甲类高于乙类。 3.甲乙类状态 若晶体管的导通时间大于半个周期且小于周期（即导通角? =180 ~ 360? ），则称之工作在甲乙类状态 ； ? t iC O iC uCE O Q iB=常数 原始的互补功率输出级电路的原形是双共集电路，NPN管与PNP管极性相反特性相同且互补。每支晶体管只担任半个周期信号的放大。 §9.2 互补功率放大电路 原始的互补功率输出级电路 克服交越失真的互补功率输出级电路 T1 T2 RL +VCC ui –VCC uO R1 R2 T1 T2 RL +VCC D1 D2 ui uo + – + – A B –VCC 一.电路分析 乙类OCL功放 T1 T2 RL +VCC ui –VCC uO iC2 iC1 互补推挽电路的电路原形是CC电路，具有CC电路 的基本特性： Ri 大; →输入电流小; RO 小→输出电流大; uO≈ ui →电压跟随 功放电路分析主要计算 的电路参数为： POM ——最大交流平均输出功率； PT ——晶体管功率损耗 (管耗) ； h —— 效率h = PO / PV 1). 最大交流平均输出功率POM T1 T2 RL +VCC ui –VCC uO iC1 uo= -uce= ic1 RL 输出最大时 UOM =VCC –UCES 波形关系： 正半周时交直流 负载线为： iC1 IC1M VCC iC1 Q uCE UCES uCE=VCC – iC1 RL ? t i0 ? t uCE1 u