国防《模拟电子技术基础》教学资料包 教学课件 第六章.pptVIP

学习要点 功率放大电路的特点 互补对称功率放大电路的分析 * * 第6章 功率放大电路 6.1 功率放大电路的特点 6.2 互补对称功率放大电路 6.3 集成功率放大器 6.4 功率放大电路中的问题 6.1 功率放大电路的特点 信号经过电路放大、运算、变换及波形产生后，一般都要送到负载上，以驱动其运作。为了带动负载，要求电子电路的输出级有一定的功率输出。能向负载提供功率放大的电路称为功率放大电路。 从能量转换和控制的观点看，功率放大电路和一般的放大电路没有本质的区别。功率放大电路在称谓上不过是更强调其输出为功率而已。 1．输出功率要大 2．效率要高 3．非线性失真要小 4．功率管的散热和保护 5．分析方法 主要特点： 功率放大器的分类: 根据其工作状态不同，可分为甲类、乙类、甲乙类。其工作状态由对晶体管静态工作点的设置决定。 (1)甲类工作状态 此时，在输入信号的整个周期内，放大器均有集电极电流。 (2)乙类工作状态 此时，在只有输入信号的半个周期内，放大器有集电极电流。 (3)甲乙类工作状态 此时，仅在输入信号的多半个周期内，放大器有集电极电流。 6.2 互补对称功率放大电路 6.2.1 OCL互补对称功率放大电路 6.2.2 OTL互补对称功率放大电路 6.2.1 OCL互补对称功率放大电路 1．OCL电路组成及工作原理 射极输出器输入电阻高、输出电阻低，并有电流放大作用，很适合作功率放大级。乙类互补对称功放是由两个射极输出器组成，如图中所示。假设晶体管为理想情况，由于管子T1和T2发射结都未加偏置，故当输入信号 =0时，两个管子都截止，即工作于乙类状态。 OCL功率放大器 利用两只特性对称的反型管子（一个为NPN型，另一个为PNP型），把它们的基极相连作为输入，射极相连作为输出。在输入信号的作用下，T1和T2轮流导通，每管各承担半个周期的放大任务，就像两个人拉锯似的，你推我拉（挽），所以把这种工作方式称为推挽方式。 在电路中，由于T1、T2互相对称，交替工作，相互补充，共同完成放大功能，所以称该电路为乙类互补对称功率放大电路。这种电路又称为无输出电容的功率放大电路，即OCL电路。 2．OCL电路性能分析 功率放大器在工作时，信号的范围将进入晶体管的非线性区，甚至工作于强非线性区内，所以晶体管不能近似等效为一个线性器件了，因此常常采用图解法来分析。 图（a）表示电路在为正半周时T1的工作情况。 T2的工作情况和T1相似， T1和T2的合成曲线如图（b）所示。 根据以上分析，不难求出乙类互补对称电路的输出功率、电源供给功率、管耗和效率。 （1）输出功率PO 当输入信号足够大，使 和 时，可获得最大输出功率为 （2）直流电源供给的功率PV 设输入信号为正弦波，则 由此求得在一个周期内双电源供给的功率为 显然，当输出电压幅值达到最大，即 时，得到电源供给的最大功率为 （3）管耗PT 输出回路（两管）的管耗约为电源输出功率与电路输出功率之差，在一般情况下管耗为 最大管耗为 每个管子的最大管耗则为 （4）效率 输出功率与直流电源供给功率的比值称为晶体管集电极的转换效率，用 表示。 当 时，则这时效率最高为 （5）功率管的耐压 在有激励信号且乙类推挽放大器其中一管处于截止状态时，功放管集电极与发射级之间承受的反向电压等于电源电压和输出电压幅度之和。当 时，反向电压最大，即 （6）功放管的最大允许电流ICM 功放管处于导通状态时，流过管子的最大电流为 ，所以，功放管的集电极最大允许电流ICM必须大于该值，即 3. 功放三极管的选择 根据上述分析知道，选择三极管时应满足下列条件： （1）功放三极管集电极的最大允许管耗为 （2）功放三极管的最大耐压为 （3）功放三极管的最大集电极电流为 4. 交越失真 前面讨论了由两个射极输出器组成的乙类互补对称电路中，我们是在忽略三极管的门坎电压情况下得到的，实际上这种电路并不能使输出波形很好地反映输入的变化，因为没有直流偏置，管子的 必须在大于某一个数值时才有显著变化。当输入信号低于这个数值时，T1和T2都截止， 和 基本为零，负载上无电流通过，出现一段死区，如图（b）所示，这种现象称为交越失真。 为了改善输出波形，通常在两个基极间加入二极管（或电阻，