电子技术非电类第3版荣雅君电子课件第3章节放大电路基础3章节.ppt

第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 前面几节讲述的电压放大电路，可以将输入的微弱电压信号放大，得到大的输出电压信号，但要驱动诸如扬声器、伺服电动机类的负载时，还必须有足够的功率。 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 一、功率放大电路的特点和要求 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 而功率放大电路主要要求获得一定的不失真或失真较小的输出功率，因此要求它既要有足够大的输出电压变化量，又要有足够大的输出电流变化量，这样才能得到足够大的功率输出，即功率放大电路是在大信号情况下工作的。这样功率放大电路就存在着电压放大电路中没有出现过的特殊问题，同时对功率放大电路也提出了一些特殊要求。 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 1．要有尽可能大的输出功率 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 3．非线性失真要小 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 4．晶体管的散热和保护 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 根据晶体管静态工作点设置的不同，放大电路通常可有以下几种工作状态： 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 晶体管工作在甲类状态时，由于在整个周期内晶体管都导通，电源不断地输送功率，在没有信号输入时，这些功率全部消耗在管子（和电阻）上。在有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率，信号越大，输出的功率也越大。可以证明，工作在甲类状态的放大电路，效率最大只能达到50％。这主要是因为静态电流IC太大，在没有信号输入时，电源照样要发出功率。可见，提高效率的办法是减小静态电流IC 。 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 如图2－32b、c所示，将静态工作点下移，使管子工作在乙类或甲乙类状态，静态时IC为零或很小，则当输入信号为零时，电源输出的功率也为零或很小，随着信号的增大，电源发出的功率也增大，这样，电源供给的功率及管子的损耗都随着输出功率的大小而变化。显然，比甲类放大时的效率提高了。但同时产生了波形的严重失真，为使失真尽量小，在电路结构上就出现了互补对称形式。 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 三、乙类互补对称功率放大电路 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 1、工作原理 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 2、分析计算 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 若令iC允许的最大变化范围为2ICm，则uce的最大变化范围为2(UCC-UCES)，如果忽略UCES 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 两个直流电源提供的总功率为 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 (5) 最大管耗与最大输出功率的关系 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 在考虑管子的饱和压降(2-49式)后，式（2－50）可以写为（单个管子的管耗） 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 四、甲乙类互补对称功率放大电路 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 为消除这种失真，通常使晶体管工作在甲乙类状态，如图2－37a所示。图中晶体管V1为典型的甲类电压放大电路，作为推动级。在晶体管V1的集电极即功率放大级晶体管V2、V3的基极之间加了两个二极管VD4、VD5（或加电阻，或加电阻和二极管串联，或利用电阻、三极管电路），利用V1的静态工作电流在VD4、VD5上产生的正向压降，以供给V2、V3大于死区电压的基极偏置。静态时两管都处于微导通状态，这样在两管轮流导电时，交替得比较平滑，如图2－37b所示，消除了交越失真。 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 由于电路完全对称，静态时V2、V3管电流相等，负载RL上没有静态电流流过，两管发射极电位为零。当有输入信号时，由于二极管的交流电阻比V1集电极电阻RC1小得多，因此可以认为V2、V3的基极交流电位基本相等，两管轮流工作在过零点附近。V2、V3的导电时间都比半个周期长，即有一定的交替时的重迭导通时间，图2-37a中，iC2和iC3的虚线箭头方向对应于V2、V3正负半周导电时的真实方向。负载电流io是iC2和iC3之差，故合成的负载电流io的波形如图2-37b中虚线所示。为了克服交越失真，互补对称电路工作在甲乙类放大状态，但是为了提高工作效率，在设置偏置时，应尽可能接近乙类状态。 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 三、单电源互补对称功率放大电路 第三章 放大电路基础第五节 功率放大电路 第三章 放大电路基础第六节 放大电路的频率特性 前面讲到交流放大电路时，为了分析简便起见，设输入信号是单一频