第4章功率放大电路.ppt

4.1 概 述 4.2 乙类互补对称功率放大电路 4.3 甲乙类互补对称功率放大电路 甲乙类双电源互补对称电路 甲乙类单电源互补对称电路 第四章 功率放大电路 例： 扩音系统 实际负载 什么是功率放大器？ 在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器 4.1 概述 功率放大 电压放大 信号提取 一. 功放电路的特点 （2） 功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 ICM PCM UCEM （1）输出功率Po尽可能大 Ic uce (3) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。 (4) 电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（?）。 （5）功放管散热和保护问题 二、功率放大电路分析方法 因功率放大电路在大信号状态，微变等效电路不能用，通常采用图解分析法。 三、主要技术指标 (1)Uomax和Iomax要大 在不发生非线性失真情况下，功率放大电路最大的输出电压和输出电流。 (2)Po和Pomax要大 Po定义为输出电压和输出电流有效值的相乘积。即 Uom和Iom分别为输出电压和电流的峰值。 Pomax定义为在基本不失真的情况下，放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。 Uomax，Iomax分别为最大的输出电压和输出电流。 (3) 管耗PT要小 损耗在功率放大管上的功率叫做功放管的损耗，用PT表示。 (4) 效率要高 Po:提供给负载的交流功率 PE:直流电源提供的功率 1、提高η对功放电路非常重要，如何提高η呢？ 在小信号放大电路中，在保证输出信号不失真情况下，静Q应尽量选低，降低静态功耗,η自然就提高。所以η和静Q有密切的关系。 四、 功率放大电路的工作状态与效率的关系 2. BJT的几种工作状态 甲类：Q点适中，在正弦信号的整个周期内均有电流流过BJT。 iC uCE Q1 UCEQ ICQ VCC A、三极管导通角为360°，不管有无交流输入信号 ui，PE=ICUCC。 B、当ui=0时，PE全部消耗在管子和电阻上。 当ui≠0时， PE一部分转换为PO，另一部分消耗在功放管上,理想情况下η ≤50%。 C、甲类工作状态非线性失真小，但η低。 2. BJT的几种工作状态 iC uCE Q3 ICQ VCC 乙类：静态电流为0，BJT只在正弦信号的半个周期内均导通。导通角Q=180° 2. BJT的几种工作状态 甲乙类:静态工作点处于甲类和乙类之间: A、导通角180°Q360° B、甲乙类与乙类的η高，理想时达到78%，因为Q点偏低，IC产生严重的截止失真。但可通过采取适当的电路结构可以使这两类电路既保持管耗小，又不致于产生较大的失真。 iC uCE Q2 ICQ VCC 一. 结构 互补对称： 电路中采用两个晶体管：NPN、PNP各一支； 两管特性一致。组成互补对称式射极输出器。 4.2 乙类互补对称功率放大电路 二、工作原理（设ui为正弦波） ic1 ic2 静态时： ui = 0V ? ic1、ic2均=0（乙类工作状态） ? uo = 0V 动态时： ui ? 0V T1截止，T2导通 ui 0V T1导通，T2截止 iL= ic1 ; iL=ic2 T1、T2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。 组合特性分析——图解法 负载上的最大不失真电压为Uom=VCC- UCES iC1 uCE iC2 Q VCC UCES UCES Uom 最大不失真输出功率Pomax 1.输出功率Po 三、分析计算 一个管子的管耗 2.管耗PT 两管管耗 3.电源供给的功率PE 当 4.效率? 最高效率?max 输入输出波形图 ui uo uo uo ′ 交越失真 死区电压 四．三极管的最大管耗 问：Uom=？ PT1最大, PT1max=？ 用PT1对Uom求导，并令导数=0，得出： PT1max发生在Uom=0.64VCC处。 将Uom=0.6