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第6章 功率放大电路 6.1 功率放大电路的特点 6.2 互补对称式功率放大电路 6.3 实际的功率放大电路 6.4 集成功率放大电路应用 功率放大器是一种向负载提供功率的放大器，简称功放。本章首先介绍功率放大电路的主要特点，然后介绍实际工作中常用的OTL和OCL互补对称式功率放大电路，并介绍几个实际的功率放大典型电路，最后简单介绍了当前普遍应用的集成功率放大器。 6.1 功率放大电路的特点 功率放大器是一种向负载提供功率的放大器。一般多级放大器总要带动一定负载，如扬声器、电动机、仪表指针等，这都需要输出一定的功率，因而，一般多级放大器的最后一级都要设置为功率放大器。 电压放大器的主要任务是使负载得到不失真的信号，它的主要指标是电压放大倍数。而功率放大器主要考虑的是如何输出最大的不失真功率，即如何高效率地把直流电能转化为按输入信号变化的交流电能。功率放大器不但要向负载提供大的信号电压，而且也要向负载提供大的信号电流。因此，功率放大电路的形式、工作状态、分析方法和所研究的技术指标都与电压放大电路不同。 （1） 输出功率足够大 为了获得足够大的输出功率，要求放大电路的输出电压和输出电流都要有足够大的变化量。最大输出功率是指在正弦信号输入下，输出波形不超过规定的非线性失真指标时，放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积（注：不是直流电压和直流电流的乘积，也不是瞬时值相乘）。 (2) 效率要高 任何放大电路输出给负载的功率是由直流电源提供的。这就有一个提高能量转换效率的问题。对于小信号的电压放大器来说，由于输出功率较小，电源供给的直流功率也小，因此效率问题还不突出。但对于功率放大器来讲，由于输出功率较大，效率问题就显得很重要了。 此时，如果功率放大电路的效率不高，不仅要浪费能量，而且要消耗在电路内部的电能将转换成为热量，使管子、元器件等温度升高，因而要求选用较大容量的放大管和其他设备，不太经济。 (3) 非线形失真要小 功率放大器是在大信号状态下工作，电压、电摆动幅度大，容易超出管子特性的线性范围，产生非线形失真。因此，功率放大器比之小信号放大电路的非线性失真严重。在实际的功率放大电路中，要采取措施减小失真，使之满足负载的要求。 由于功率放大器工作于大信号状态，在进行电路分析时，一般不能采用微变等效电路法，而采用图解法来分析放大电路的静态和动态工作情况。此外，由于功放管承受的电压高、电流大，温度较高，因而功放管的保护问题和散热问题也需要解决。 按照功放管工作点位置的不同，功率放大器的工作状态可分为甲类放大、乙类放大和甲乙类放大等形式，如图6.1所示。 此类放大电路的主要优点是便于实现阻抗匹配。缺点是体积大、笨重、频率窄、不易集成化，变压器本身也存在一定的功率损耗，加之其漏感和分布电容的作用，会在高频或低频端产生附加相移，如从变压器输出端引回深度负反馈时，容易产生自激。因此阻碍了变压器耦合电路的进一步发展。近年来出现的无输出变压器功率放大器和集成功率放大器发展很快，得到了广泛的应用。 6.2 互补对称式功率放大电路 互补对称功率放大器是一种典型的无输出变压器功率放大器。它是利用特性对称的NPN型和PNP型三极管在信号的正、负半轴轮流工作，互相补充，以此来完成整个信号的功率放大。下面介绍两种互补对称式功率放大电路。 6.2.1OTL互补对称电路 它是采用单电源供电的互补对称功率放大器，这种形式的电路也称为OTL电路（Output Transformerless，无输出变压器）。 1. OTL乙类互补对称电路 OTL乙类互补对称电路的组成如图6.3所示。 2. OTL甲乙类互补对称电路 为了克服交越失真，需要给功放管加上较小的偏置电流，使每管的导电角略大于180°，而小于360°，此电路即为OTL甲乙类互补对称电路。如图6.6所示。 图6.6是常见的利用两个二极管的正向压降给两个功放互补管提供正向偏压的电路。 6.2.2OCL互补对称电路 OCL（Output Capcitorless）电路，即表示无输出电容的电路。与OTL互补对称电路相比，省去了输出端的大电容。因为大电容往往具有电感效应，在高频时容易产生相移，并且大容量的电容不便集成。 图6.8所示为OCL甲乙类互补对称电路的原理图。 OCL互补对称电路去掉了大电容，改善了低频响应，便于实现集成化，因而得到了广泛的应用。OCL互补对称电路主要缺点是，电路中两个三极管的发射极直接连到负载电阻上，假如静态工作点失调或电路内元器件损坏，将会使一个较大的电流流过负载，可能造成电路损坏。为了解决这个问题，实际工作中常常采取保护措施，即在负载回路接入熔断丝。 6.3 实际的功率放大电路 6.3.1功率放大器应用中的几个问题 在功率放大器