清華大學(xué)自動(dòng)化系2025.06電路與模擬電子技術(shù)葉朝輝CircuitsandAnalogElectronics13.1功率放大電路概述13.2功率放大電路簡(jiǎn)介13.3OCL功率放大電路的輸出功率和效率13.4集成功率放大電路第13章功率放大電路2313.1功率放大電路概述13.1.1

性能指標(biāo)13.1.2

對(duì)功率放大電路的要求13.1.3

功率放大電路中的晶體管或MOS管413.1.1

性能指標(biāo)

功率放大電路(PowerAmplifier)簡(jiǎn)稱為功放，一般為放大電路的最后一級(jí)即輸出級(jí)，能夠給負(fù)載提供一定的功率。

513.1.2

對(duì)功率放大電路的要求帶負(fù)載能力強(qiáng)；Pom盡可能大：即在電源電壓和負(fù)載一定時(shí)，希望Uom盡可能大；η盡可能高：即希望動(dòng)態(tài)時(shí)Pom盡可能大而PV盡可能??；靜態(tài)時(shí)電路的直流功耗盡可能小。613.1.3

功率放大電路中的晶體管或MOS管功率放大電路中的晶體管或MOS管又稱為功放管；由于輸出為大信號(hào)，管子可能工作在接近極限性能的狀態(tài)（盡限狀態(tài)）；通常輸入信號(hào)和輸出信號(hào)均為大信號(hào)，因此一般采用圖解法分析。713.1.3

功率放大電路中的晶體管或MOS管功率放大電路通常有三種不同的工作方式：（1）甲類方式：晶體管在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)均處于放大狀態(tài)，例如共射、共集、共源或共漏放大電路；（2）乙類方式：晶體管僅在信號(hào)的半個(gè)周期處于放大狀態(tài)，例如互補(bǔ)輸出級(jí)電路；（3）甲乙類方式：晶體管在信號(hào)的多半個(gè)周期處于放大狀態(tài)，例如用二極管消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)電路。813.2.1OCL功率放大電路13.2.2OTL功率放大電路13.2.3橋式推挽（BTL）功率放大電路13.2功率放大電路簡(jiǎn)介913.2.1OCL功率放大電路

帶負(fù)載能力強(qiáng)的電路包括共集放大電路、共漏放大電路以及互補(bǔ)輸出級(jí)電路，但是由于共集放大電路和共漏放大電路靜態(tài)時(shí)工作在放大狀態(tài)，消耗功率，效率較低，不適合作為功率放大電路，因此常用互補(bǔ)輸出級(jí)電路作為功率放大電路。1013.2.1OCL功率放大電路

互補(bǔ)輸出級(jí)電路采用直接耦合方式，便于集成，又稱為無(wú)輸出電容的功率放大電路(OCL,OutputCapacitorless)

動(dòng)態(tài)時(shí)uo跟隨ui變化，最大不失真輸出電壓峰值Uop=VCC-|UCES|，幅值較大，因此輸出功率較大，且效率高。1113.2.1OCL功率放大電路1213.2.2OTL功率放大電路優(yōu)點(diǎn)是采用單電源供電，缺點(diǎn)是采用阻容耦合使得低頻特性較差。

1313.2.2OTL功率放大電路MOS管OTL功率放大電路1413.2.3橋式推挽(BTL)功率放大電路優(yōu)點(diǎn)是采用單電源供電，采用直接耦合便于集成；缺點(diǎn)是采用雙端輸入和雙端輸出方式，使用不太方便。

1513.3OCL功率放大電路的輸出功率和效率一、最大不失真輸出電壓Uom

二、最大輸出功率Pom

16三、電源提供的功率PV

17四、效率

18例13.3.1增強(qiáng)型MOS管組成的OCL功率放大電路如圖所示。已知VDD=10V，RL=5k?。已知增強(qiáng)型NMOS管T1參數(shù)為UGS(th)=0V，Kn=0.4mA/V2，增強(qiáng)型PMOS管T2參數(shù)為UGS(th)=0V，Kp=-0.4mA/V2。（1）求最大輸出電壓峰值Uop，并求此時(shí)的iLp和uip的值。（2）求最大輸出功率和效率。解：(1)預(yù)夾斷電壓為uDSmin=uGS-UGS(th) Uop=10-uDSmin=10-(uGS-UGS(th)) Uop/RL=iDmax=Kn(uGS-UGS(th))2

聯(lián)立上面兩式求出uGS=2V

因此Uop=10-(uGS-UGS(th))=8V iLmax=Uop/RL=1.6mA Uip=uGS+Uop=10V19例13.3.1增強(qiáng)型MOS管組成的OCL功率放大電路如圖所示。已知VDD=10V，RL=5k?。已知增強(qiáng)型NMOS管T1參數(shù)為UGS(th)=0V，Kn=0.4mA/V2，增強(qiáng)型PMOS管T2參數(shù)為UGS(th)=0V，Kp=-0.4mA/V2。（1）求最大輸出電壓峰值Uop，并求此時(shí)的iLp和uip的值。（2）求最大輸出功率和效率。

2013.4.1LM38613.4.2PA0413.4集成功率放大電路2113.4.1LM386LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于音頻電路中。2213.