1、6.1 功率放大電路的一般問題功率放大電路的一般問題6.2 乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路6.3 甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路*6.4 集成功率放大器集成功率放大器6.1 6.1 功率放大電路的一般問題功率放大電路的一般問題2. 2. 功率放大電路提高效率的主要途徑功率放大電路提高效率的主要途徑1. 1. 功率放大電路的特點及主要研究對象功率放大電路的特點及主要研究對象要求輸出功率盡可能大，是大信號工作狀態(tài)，應(yīng)要求輸出功率盡可能大，是大信號工作狀態(tài)，應(yīng)采用圖解法分析電路采用圖解法分析電路由于處于大信號工作狀態(tài)，易產(chǎn)生非線性失真由于處于大信號

2、工作狀態(tài)，易產(chǎn)生非線性失真要考慮電路的功率轉(zhuǎn)換效率，并使其盡可能的高要考慮電路的功率轉(zhuǎn)換效率，并使其盡可能的高功放管的散熱問題功放管的散熱問題1. 1. 功率放大電路的特點及主要研究對象功率放大電路的特點及主要研究對象(1) 功率放大電路的主要特點功率放大電路的主要特點(2) 要解決的問題要解決的問題提高效率提高效率 減小失真減小失真管子的保護(hù)管子的保護(hù)2. 2. 功率放大電路提高效率的主要途徑功率放大電路提高效率的主要途徑 降低靜態(tài)功耗，即減小靜態(tài)電流。降低靜態(tài)功耗，即減小靜態(tài)電流。根據(jù)功放管在電路中的導(dǎo)通時間，功率放大電路可分為如下根據(jù)功放管在電路中的導(dǎo)通時間，功率放大電路可分為如下四類：

3、四類：甲類：甲類：功放管在信號的整個周期中均導(dǎo)通功放管在信號的整個周期中均導(dǎo)通乙類：乙類：功放管只在信號的半個周期內(nèi)導(dǎo)通功放管只在信號的半個周期內(nèi)導(dǎo)通甲乙類：甲乙類：功放管的導(dǎo)通時間大于信號的半個周期而小功放管的導(dǎo)通時間大于信號的半個周期而小于信號的一個周期于信號的一個周期丙類：丙類：功放管的導(dǎo)通時間小于信號的半個周期功放管的導(dǎo)通時間小于信號的半個周期（）甲類放大：（）甲類放大：缺點：缺點：a.有靜態(tài)功耗，有靜態(tài)功耗，50b.輸出功率相對較小輸出功率相對較小優(yōu)點：非線性失真小優(yōu)點：非線性失真小晶體管晶體管360導(dǎo)通導(dǎo)通（）乙類放大：（）乙類放大： 晶體管晶體管180導(dǎo)通導(dǎo)通缺點：非線性失真大缺

4、點：非線性失真大優(yōu)點：無靜態(tài)功耗，效率較高優(yōu)點：無靜態(tài)功耗，效率較高 （）甲乙類放大：（）甲乙類放大： 晶體管導(dǎo)通角晶體管導(dǎo)通角180360優(yōu)點：靜態(tài)功耗小，效率較高優(yōu)點：靜態(tài)功耗小，效率較高缺點：非線性失真較大缺點：非線性失真較大（4）丙類放大：）丙類放大： 晶體管導(dǎo)電角小于晶體管導(dǎo)電角小于180優(yōu)點：效率較高優(yōu)點：效率較高缺點：非線性失真大缺點：非線性失真大6.2 6.2 乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路6.2.2 6.2.2 分析計算分析計算6.2.1 6.2.1 電路組成和工作原理電路組成和工作原理6.2.3 6.2.3 功率功率BJTBJT的選擇的選擇vi

5、為正半周時，為正半周時，T1導(dǎo)通，導(dǎo)通，T2截止，負(fù)載上得到正半周的波形；截止，負(fù)載上得到正半周的波形；vi為負(fù)半周時，為負(fù)半周時，T1截止，截止，T2導(dǎo)通，負(fù)載上得到負(fù)半周的波形；導(dǎo)通，負(fù)載上得到負(fù)半周的波形；6.2.1 6.2.1 電路組成和工作原理電路組成和工作原理 由一對由一對NPN、PNP特性相同特性相同的互補(bǔ)三極管組成，采用正、負(fù)的互補(bǔ)三極管組成，采用正、負(fù)雙電源供電。這種電路也稱為雙電源供電。這種電路也稱為OCL互補(bǔ)功率放大電路?；パa(bǔ)功率放大電路。1. 電路組成電路組成2. 工作原理工作原理 兩個三極管在信號正、兩個三極管在信號正、負(fù)半周輪流導(dǎo)通，使負(fù)載得負(fù)半周輪流導(dǎo)通，使負(fù)載得

6、到一個完整的波形。到一個完整的波形。vi為正半周時，為正半周時，負(fù)載上得到正半周的波形負(fù)載上得到正半周的波形: :vi為負(fù)半周時，負(fù)載上得到負(fù)半周的波形為負(fù)半周時，負(fù)載上得到負(fù)半周的波形: :輸出電流和電壓的最大動態(tài)范圍：輸出電流和電壓的最大動態(tài)范圍：交流負(fù)載線交流負(fù)載線NPN管的輸出特性曲線管的輸出特性曲線PNP管的輸出特管的輸出特性曲線性曲線(max)omCCVV(max)CComLVIRVCC動畫（動畫（171）1. 最大不失真輸出功率最大不失真輸出功率Pomax 2)( )2(=L2CESCCL2CESCComaxRVVRVVP 實際輸出功率實際輸出功率L2omLomomooo222=

7、RVRVVIVP 6.2.2 6.2.2 分析計算分析計算忽略忽略VCES時時L2CComax2RVP 2.電源供給功率電源供給功率PVVCCC01=2d()2CPV itCCom012sind()2VIttomCC0L2sind()2VVttRCComL2V VR當(dāng)當(dāng)Vom=Vcc時：時：2CCmaxL2VVVPPR6.2.2 6.2.2 分析計算分析計算3.管耗管耗PTTT1Vo=2P =PPP2CComomLL22V VVRR利用求導(dǎo)的方法可找出管耗的利用求導(dǎo)的方法可找出管耗的最大值，即最大值，即:10TomdpdV2omccVV當(dāng)時211maxmax210.2ccTToLVPPPR6.

8、2.2 6.2.2 分析計算分析計算4.4.轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率oVPP2omLCComL2R2RVV VomCC4VV當(dāng)當(dāng)Vom = VCC 時：時：max78.5%46.2.2 6.2.2 分析計算分析計算為保證功放管在電路里能正常工作，應(yīng)滿足如下為保證功放管在電路里能正常工作，應(yīng)滿足如下條件：條件：PCm必須大于必須大于PT1m=0.2 Pom|V(BR)CEO| 2VCCICM VCC / RL6.2.3 6.2.3 功率功率BJTBJT的選擇的選擇功率與輸出幅度的關(guān)系功率與輸出幅度的關(guān)系優(yōu)點：優(yōu)點：a.無靜態(tài)功耗，效率較高無靜態(tài)功耗，效率較高 b. 輸出功率相對較大輸出功率相對較大c.

9、非線性失真較小非線性失真較小缺點：存在交越失真缺點：存在交越失真乙類雙電源互補(bǔ)推挽功放電路乙類雙電源互補(bǔ)推挽功放電路OCL 的優(yōu)缺點：的優(yōu)缺點：交越失真交越失真動畫動畫1726.3 6.3 甲乙類互補(bǔ)對稱功放電路甲乙類互補(bǔ)對稱功放電路乙類互補(bǔ)對稱電路存在的問題乙類互補(bǔ)對稱電路存在的問題:交越失真現(xiàn)象：交越失真現(xiàn)象：如何解決交越失真現(xiàn)象？如何解決交越失真現(xiàn)象？ 為解決交越失真，可在靜態(tài)時給三極管稍稍加一點為解決交越失真，可在靜態(tài)時給三極管稍稍加一點偏置，使之處于微導(dǎo)通狀態(tài)，即工作在偏置，使之處于微導(dǎo)通狀態(tài)，即工作在甲乙類甲乙類。6.3 6.3 甲乙類互補(bǔ)對稱功放電路甲乙類互補(bǔ)對稱功放電路6.3.

10、1 6.3.1 甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功放電路甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功放電路1. 靜態(tài)偏置靜態(tài)偏置可克服交越失真可克服交越失真2. 動態(tài)工作情況動態(tài)工作情況二極管等效為恒壓降模型二極管等效為恒壓降模型設(shè)設(shè)T3已有合適已有合適的靜態(tài)工作點的靜態(tài)工作點交流相當(dāng)于短路交流相當(dāng)于短路利用二極管提供偏置電壓利用二極管提供偏置電壓利用三極管的利用三極管的VBE提供可調(diào)偏置提供可調(diào)偏置24412BECERVVRR44122()BECEVVRRR甲乙類功放電路只是靜態(tài)工作點的設(shè)置比乙類電路高，甲乙類功放電路只是靜態(tài)工作點的設(shè)置比乙類電路高，但其交流分析與乙類是一樣的，故前述的參數(shù)計算公式但其交流分析與乙類是一樣的

11、，故前述的參數(shù)計算公式仍可沿用仍可沿用6.3.1 6.3.1 甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功放電路甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功放電路OTL電路電路6.3.2 6.3.2 甲乙類單電源互補(bǔ)對稱功放電路甲乙類單電源互補(bǔ)對稱功放電路靜態(tài)時，偏置電路使靜態(tài)時，偏置電路使VKVCVCC/2（電容（電容C充電達(dá)到充電達(dá)到穩(wěn)態(tài)）。穩(wěn)態(tài)）。當(dāng)有信號當(dāng)有信號vi時時負(fù)半周負(fù)半周T1導(dǎo)通，有電流通過負(fù)導(dǎo)通，有電流通過負(fù)載載RL，同時向，同時向C充電充電正半周正半周T2導(dǎo)通，則已充電的電導(dǎo)通，則已充電的電容容C通過負(fù)載通過負(fù)載RL放電。放電。只要滿足只要滿足RLC T信信，電容，電容C就就可充當(dāng)原來的可充當(dāng)原來的VCC。計算計算

12、Po、PT、PV和和PTm的公式的公式必須加以修正，以必須加以修正，以VCC/2代替原代替原來公式中的來公式中的VCC。 單電源和雙電源功放電路參數(shù)計算單電源和雙電源功放電路參數(shù)計算公式的差異公式的差異只需將前述的雙電源計算公式中的只需將前述的雙電源計算公式中的VCC換成換成1/2VCC即可即可2CComL2CComomLL1maxmax22220.2omOLVTVOTOVPRV VPRPPPV VVRRPPCCC2omL2omomCLL1maxmax2222121220.omOLVTVOTOVVPRVPRPPPVVRRPPV雙雙電電源源的的公公式式單單電電源源的的公公式式6.3.2 6.3.

13、2 甲乙類單電源互補(bǔ)對稱功放電路甲乙類單電源互補(bǔ)對稱功放電路 另外的電路形式舉例：另外的電路形式舉例： 集成功放有高頻功放和低頻功放集成功放有高頻功放和低頻功放之分，用在收音機(jī)、錄音機(jī)和擴(kuò)音機(jī)之分，用在收音機(jī)、錄音機(jī)和擴(kuò)音機(jī)等音頻設(shè)備中的功放是低頻功放。等音頻設(shè)備中的功放是低頻功放。 集成功放使用時不能超過規(guī)定的集成功放使用時不能超過規(guī)定的極限參數(shù)，極限參數(shù)主要有極限參數(shù)，極限參數(shù)主要有功耗功耗和和最最大允許電源電壓大允許電源電壓。集成功放要加有足。集成功放要加有足夠大的夠大的散熱器散熱器，保證在額定功耗下溫，保證在額定功耗下溫度不超過允許值。度不超過允許值。* *6.4 BJT6.4 BJT

14、集成功率放大器舉例集成功率放大器舉例雙極型集成功放雙極型集成功放LM380/LM384LM380/LM384T1-T4組成達(dá)林頓差分放大輸入級，組成達(dá)林頓差分放大輸入級，T5-T6是其有源負(fù)載。是其有源負(fù)載。T12組成功放的推動級。組成功放的推動級。T9-T11（其中（其中T9、T10組成組成PNP復(fù)合管）組成功放的輸出復(fù)合管）組成功放的輸出級，級，T7、T8組成恒流源為組成恒流源為T12提供偏置。提供偏置。這是一個單電源甲乙類互補(bǔ)對稱功放電路，使用時需在這是一個單電源甲乙類互補(bǔ)對稱功放電路，使用時需在輸出端外接一大電容代替一組負(fù)電源的作用。輸出端外接一大電容代替一組負(fù)電源的作用。BiCOMS

15、集成功放集成功放SHM1150T1、T2組成差分輸入級；組成差分輸入級；T3、T4組成差分中間放大級。組成差分中間放大級。T6和和N1、T7和和N2組成互補(bǔ)對稱輸出級；組成互補(bǔ)對稱輸出級；T5、R6、R7提供提供T6、T7基極偏置，使其工作在甲乙類狀態(tài)。基極偏置，使其工作在甲乙類狀態(tài)。小功率芯片小功率芯片4100系列系列:1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:8-Jul-2003 Sheet of File:E:longT_MDT_MD63301.schDrawn By:14135V122,3CC106941vi特點：工作電壓較低（特點：工作

16、電壓較低（6V9V），），輸出功率較?。ㄝ敵龉β瘦^?。?2W），），電壓增益電壓增益4070dB，主要用于收音機(jī)、錄音機(jī)中作音頻功放。多用主要用于收音機(jī)、錄音機(jī)中作音頻功放。多用14腳雙列腳雙列直插封裝，并自帶散熱片固定直插封裝，并自帶散熱片固定 集成功放芯片集成功放芯片PA12 ：123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-Jul-2003 Sheet of File:E:longT_MDT_MD63302.schDrawn By:(c)(8)4(b)()(3)(a)R(2)T頂 視 圖VEE(5)EEV2(4)V(10)()DCCCLRCLZR1IN2 B(6)CL+CLTIN+3RROUTOR8CC(1)71V6V5(6)4 B