[信息与通信]8、功率放大电路.ppt

补充1：最大功率传输定理及其应用 电路中，在电源给定的情况下，负载不同，电源传输给负载的功率也不同。在什么条件下，负载才能获得最大功率？ 一、负载获得最大功率的条件 研究负载的电压、电流、功率等问题，可以通过戴维南定理来分析。负载联接的线性含源二端网络可用戴维南等效电路等效。如下图所示(a) (b) (b)图为（a）图的等效电路。UOC是含源二端网络的开路电压，Ri是含源二端网络的等效电阻。 UOC和 Ri均是常数，RL可调节。负载获得的功率为 负载功率PL的大小仅取决于负载电阻RL。根据数学极值问题， 负载功率PL为最大时，有 解之得 RL=Ri 当RL=Ri时，负载获得的功率PL最大。 电路的最大功率传输定理：当含源二端网络的开路电压UOC和等效电阻Ri为常数时，若负载电阻RL与等效电阻Ri相等，负载能从电源获得最大功率。 RL=Ri是负载获得最大功率的条件，也称为功率匹配。在功率匹配时，负载获得的最大功率为： 负载获得最大功率时，功率的传输效率为 功率放大电路与电压放大电路的区别 功放以获得输出功率为直接目的。它的一个基本问题就是在电源一定的条件下能输出多大的信号功率。功率放大器既然要有较大的输出功率，当然也要求电源供给更大的注入功率。因此，功放的另一基本问题是工作效率问题。即有多少注入功率能转换成信号功率。另外， 功放在大信号下的失真，大功率运行时的热稳定性等问题也是需要研究和解决的。 1 1、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。一般直接驱动负载，带载能力要强。要求 输出功率大 效率高 大信号工作状态 功率BJT的散热 在分析方法上，由于管子处于大信号下工作，故通常采用图解法 1  甲类： 特点：· 工作点Q处于放大区，工作点Q基本在负载线的中间，见图（a）· 在输入信号的整个周期内，三极管都有电流通过。· 导通角为360度。 缺点：效率较低，即使在理想情况下，效率只能达到50%。 效率较低的原因：由于有ICQ的存在，无论有没有信号，电源始终不断地输送功率。当没有信号输入时，这些功率全部消耗在晶体管和电阻上，并转化为热量形式耗散出去；当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率。 用途：通常用于小信号电压放大器；也可以用于小功率的功率放大器。 ———————————————————— 怎样才能使电源供给的功率大部分转化为有用的信号功率输出呢?因为静态电流是造成管耗的主要因素。如果把静态工作点P向下移动，使信号等于零时电源供给的功率也减小，甚至为零，信号增大时电源供给的功率也随之增大，这样电源供给功率及管耗都随着输出功率的大小而变，从而改变了甲类放大时效率低的问题。 乙类： 特点：· 工作点Q处于截止区。· 半个周期内有电流流过三极管，导通角为180度。· 由于ICQ=0，使得没有信号时，管耗很小，从而效率提高。　 缺点：　　波形被切掉一半，严重失真，如图c所示。 用途： 　　用于功率放大。 ___________________________ (3) 甲乙类功率放大器 特点：· 工作点Q处于放大区偏下。· 大半个周期内有电流流过三极管，导通角大于180度而小于360度。· 由于存在较小的ICQ，所以效率较乙类低，较甲类高。 　　　　 缺点：　　 波形被切掉一部分，严重失真，如图(b)所示。 作用：　　 用于功率放大。 一个集成射极输出器输出级： 用电流源作射极偏置和负载的射极输出器简化电路如图8. 2. 1 a所示。 工作原理： 设vi为正弦波，T1工作在放大区，它的基极-射极间的电压近似为0.6V，顺着红色的回路可求出输出电压与输入电压的关系为（8.2.1）。 当vi为正半周，T1进入临界饱和，输出电压v。正向振幅达到最大值。设T1的饱和电压降VCES≈ 0.2V。 vO正向振幅最大值 为Vom+ ≈ VCC-0.2（8.2.2）； 当 vi为负半周，T1出现截止或T3达到饱和，v。将出现削波。 1) 如果T1首先截止则输出的(负向)电流和电压的振幅分别为 Iom-=|-iBIAS| =|-IREF| （8.2.3） Vom- =|-IBIASRL| （8.2.4） 2) 如果