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6章节.pptVIP

3.6 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。 3.6 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。 3.6 功率放大电路 3．非线性失真要小 3.6 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： 3.6 功率放大电路 3.6 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 。 3.6 功率放大电路 3.6.3 乙类互补对称功率放大电路 3.6 功率放大电路 3.6 功率放大电路 3.6.4 甲乙类互补对称功率放大电路 3.6 功率放大电路 3.6 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。 3.7 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率的正弦信号。实际上，放大电路的输入信号往往是非正弦量。例如广播的语言和音乐信号、电视的图像和伴音信号以及非电量通过传感器变换所得的信号等，都含有基波和各种频率的谐波分量或缓慢变化的直流量。由于在放大电路中一般都有电容元件，如耦合电容、发射极交流旁路电容以及晶体管的极间电容和连线分布电容等。它们对不同频率的信号所呈现的容抗值是不相同的。 3.7 放大电路的频率特性 频率特性又分为幅频特性和相频特性。 3.7 放大电路的频率特性 在工业电子技术中，最常用的是低频放大电路，其频率范围约为20~10kHz。在分析放大电路的频率特性时，再将低频范围分为低、中、高三个频段。 3.7 放大电路的频率特性 在高频段，由于信号频率较高，耦合电容和发射极旁路电容的 容抗比中频段更小，故皆可视作短路。但晶体管的极间电容和连线 分布电容等的容抗将减小，它与输出端的电阻并联后，使总阻抗减 小，因而使输出电压减小，电压放大倍数降低。此外，在高频段电 压放大倍数的降低，还由于高频时电流放大系数β下降之故。 尚辅网 / 电子技术（非电类） 第3章 放大电路基础 实际应用的电子放大系统都是一个多级放大器，它的前置级是电压放大级，最后一级是功率放大级，它要有足够大的功率输出以带动负载工作。这类主要用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。实际上，无论是用于放大电压的电压放大电路还是用于放大电流的电流放大电路，在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，上述在称呼上的区别，只是强调的输出量不同。 3.6.1 功率放大电路的特点和要求 放大电路实质上都是能量转换电路。从能量控制的观点看，功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别。但是，功率放大电路和电压放大电路所要完成的任务是不同的。对电压放大电路的主要要求是使负载得到不失真的电压信号，讨论的主要指标使电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等，输出功率并不一定大。 1．要有尽可能大的输出功率 为了输出最大功率，要求晶体管工作时输出电压和电流都有较大的幅度，即管子在接近极限运用状态下工作。 2．效率要高 从能量转换观点，功率放大电路是将直流电源供给的能量转换成交流电能输送给负载。电源供给的直流功率仅有一部分转换成交流输出功率，另一部分则被晶体管