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功率放大器 1. 要求：? 输出功率Po大 ? 散热问题 ? 非线性失真小 ? 效率?高 第四章 2. 效率与失真是一对矛盾，它们与Q的设置有关（设vi足够大） 甲类功放，管子导通角? = 360?，不失真，静态时消耗功率，?不大于50％。 iC vCE ?t iC O O Q iB=常数 Q点设在负载线中央： 图4－1(a) 甲乙类功放，180? ? 360?，失真，静态时消耗功率低于甲类。 Q点再下移。IC? 图4－1(b) iC vCE ?t iC O O Q iB=常数 乙类功放，? = 180?，失真严重，静态时不消耗功率，?最高78.5％。 iC vCE ?t iC O O Q iB=常数 Q点再下移。IC?0 图4－1(c) §4.1 互补对称功放 一、乙类互补对称功放 1. 电路和工作原理 在vi的正半周，T1通，T2止。iC1流过RL。 在vi的负半周，T1止，T2通。iC2流过RL。 在RL上合成一个完整正弦波。 –VCC +VCC RL io vo vi T2 T1 图4－2 iC2 iC1 vi 图4－3 ? t ic1 ? t ? t ? t ic2 i0 ? t v0 功放是最后一级，输入一般是大信号， ? 只能用图解法。 2. 电路分析 ? 画管子特性曲线，了解动态工作情况 交流负载线 Q点：iC1= 0, vCE1 = VCC 图4－4 (a) vCE1 iC1 Q VCC vo vi RL +VCC iC1 T1 交流负载线 Q点：iC2 = 0, –VCE2 = VCC 图4－4 (b) 把4－4(b)图转180?，取vCE2的方向同vCE1，得合成图4－5。 ? 过同一Q点且斜率相同， ? 两条交流负载线合成同一条直线。 – vCE2 iC2 Q VCC vo vi RL –VCC iC2 T2 vCE1 iC2 vCE2 VCC iC1 Q 最大不失真电流 Iom= Icm1 = Icm2 最大不失真幅度 Vom= Vcem1 = Vcem2 图4－5 ? t i0 VCES2 VCES1 ? t vCE1 vCE2 ? 计算：（功率Po，管耗PT，效率?） 一般情况： a. 输出功率Po b. 管耗PT ： 设 T1的管耗为PT1 vo= Vom sin? t 加到 T1的管上的电压为VCC – vo vo vi RL +VCC iC1 T1 无信号时 Vom = 0, PT = 0 PT = 2 PT1= c. 电源供给的功率PE PE = Po + PT = d. 归纳：计算Po、 PT、 PE归结到求Vom的问题，一般有以下三种情况。 a. vi的值能提供最大不失真功率， 则Vom = VCC – VCES b. Vim VCC – VCES， 则Vom = Vim （射极输出器 vo = vi） c. 理想情况，即忽略VCES，则Vom = VCC 3. 最大管耗和输出功率的关系 ? 最大管耗和Vom的关系 ? ? ? 当 时，有最大管耗。 ? 最大管耗和输出功率的关系 把Vom= 0.6VCC代入?式，得最大管耗PTmax 此时Pom为理想情况下的输出功率 假设最大输出功率为10W，选额定管耗大于 2W的管子。 –VCC2 +VCC1 RL T2 T1 图4－6(a) + – + – vi ? t O 二、甲乙类互补对称电路 1. 交越失真 由于死区电压的关系，硅管|vBE| 0.6V，锗管|vBE| 0.2V时，管子不能放大，致使iL、vo波形失真称交越失真。 iL ? t O 交越失真 2. 甲乙类互补对称电路 在T1、T2的基极间加两个二极管D1、D2，静态时， T3的集电极电流流过，在其上产生一直流电压，以供给T1、T2一定的正偏压，使两管静态时处于微导通状态。 –VCC2 +VCC1 RL T2 T1 图4－6 b) + – + – vi ? t O iL ? t O Re Rc D1 D2 T3 k ? 静态时，Ic1= Ic2 Vk = 0 vo=0 ? 加上vi，可使放大器输出在零点附近仍能得到线性放大， vo与vi在任何时刻都成线性。 ? D1、D2交流电阻小，所以T1、T2基极的交流电位大致相等。 工作在甲乙类 工作在乙类 图4－7 vo vi 三、单电源互补对称电路 图4－8 +VCC RL T3 T2 + – + – Re Rc1 D1 D2 T1 R1 R2 C1 C K VCC = 2VCC1 ，T1前置放大， T2 、T3微导通。 ? 静态时 ?加vi。vi负半周，T2通，T3止。iC2流过RL，同时向C充电。