1、第9章 功率放大電路,教學(xué)目標(biāo)與要求,了解功率放大電路的特點。,掌握對功率放大電路與電壓放大電路的基本要求； 了解功率放大電路的甲類、乙類和甲乙類三種工 作狀態(tài)的特點。,掌握OTL和OCL功率放大電路的工作原理。,9.1 功率放大電路的特點,1. 功率放大電路要有盡可能大的輸出功率,在電路參數(shù)一定時，負(fù)載上可能獲得的最大的交流功率稱為最大輸出功率，用Pom表示。,要使Po大,PoUoIo,Uo、Io均應(yīng)大,2. 功率放大電路要有盡可能高的效率,功率放大電路的輸出功率與電源所提供的直流功率之比稱為轉(zhuǎn)換效率，即,平均功率或直流功率,3. 功率放大電路的功放管要接近于極限運用狀態(tài),晶體管的極限參數(shù),

2、ICM,U(BR)CEO,PCM,要求：iCICM,要求：uCEU(BR)CEO,要求：pCPCM,4. 不能采用微變等效電路法對功率放大電路進(jìn)行分析,9.2 變壓器耦合功率放大電路,基本的共射放大電路如圖所示,當(dāng)RL很小時，Uo很??；,當(dāng)RL很大時，Io很小。,當(dāng)RL很小和很大時， Po均不大。,RC消耗功率,不高,設(shè)想：存在某個合適的RL，使Po最大。,變壓器耦合單管功放,最佳匹配,9.2.1 變壓器耦合單管功率放大電路,1. 靜態(tài)分析,若不計一次繞組的電 阻，則有,uCE=VCC,直流負(fù)載線和靜態(tài)工作 點Q如圖所示。,若不計基極回路的損耗， 則靜態(tài)時電源所提供的直 流功率為,全被管子（主

3、要是集電結(jié)）損耗,2. 動態(tài)分析,過Q點作交流負(fù) 載線，如圖所示。,若不計UCES，則 Q點為交流負(fù)載線 AB的中點。,最大輸出功率,QBD的面積,電源提供的功率,PV=VCCIAVVCCICQ,電路的理想效率,特別提示,對單管功放而言，輸入信號越小，管子損耗越大， 效率越低。,甲類狀態(tài)：導(dǎo)通角為360。,缺點,低。,改進(jìn)辦法：,靜態(tài)時，使晶體管截止（PV=0）,如圖所示,乙類狀態(tài)：導(dǎo)通角為180。,*9.2.2 變壓器耦合乙類推挽功率放大電路,可以得出，乙類功放的理想效率為/4（即78.5%）。,（1）電路組成,（2）工作原理,說明,“推挽”工作方式：同類型兩只晶體管在電 路中交替導(dǎo)通的方式

4、。,功率放大電路的分類,在放大電路中，若輸入信號為正弦波時，根據(jù)晶體管在信號整個周期內(nèi)導(dǎo)通情況分類,甲類( = 2 ),乙類( = ),甲乙類( 2 ),丙類：導(dǎo)通角小于 。,丁類：功放管工作在開關(guān)狀態(tài)， 管子僅在飽和導(dǎo)通時消耗功率。,集電極電流iC將嚴(yán)重失真。,缺點：,變壓器笨重、體積大、效率低、不便于集成化，且低頻和高頻特性差等。,9.3 互補對稱功率放大電路,9.3.1 OTL電路,1. 電路組成,2. 工作原理,設(shè)晶體管的死區(qū)電壓為0,（1）靜態(tài)時,（2）動態(tài)時,ui為正半周：VT1導(dǎo)通，VT2截止,uoui,ui為負(fù)半周：,VT1截止，VT2導(dǎo)通,uoui,基極電位和發(fā)射極電位均為V

5、CC/2,要求：C越大越好，但C又不能過大（電解電容）,3. 最大輸出功率,靜態(tài)工作點Q的坐標(biāo)為（VCC/2，0）。輸出電壓uo不失真時的最大值為 VCC/2-UCES1,最大不失真輸出電壓為,最大輸出功率為,9.3.2 OCL電路,1. 電路組成,2. 工作原理,設(shè)晶體管的死區(qū)電壓為0,（1）靜態(tài)時,（2）動態(tài)時,VT1導(dǎo)通，VT2截止,uoui,ui為負(fù)半周：,VT1截止，VT2導(dǎo)通,uoui,基極電位和發(fā)射極電位均為0,ui為正半周：,3. 最大輸出功率,靜態(tài)工作點Q的坐標(biāo)為（VCC，0）。輸出電壓uo不失真時的最大值為VCC-UCES1,最大不失真輸出電壓為,最大輸出功率為,OCL電路

6、存在的問題：交越失真,設(shè)置合適的靜態(tài)工作點。,如何消除交越失真？,4. 消除交越失真的OCL電路,1）電路組成,管子的工作狀態(tài)：甲乙類。,2）工作原理,（1）靜態(tài)分析,IL=IE1-IE2=0,uo=0,（2）動態(tài)分析,由于VD1、VD2的動態(tài) 電阻和R2均很小，故B1 和B2的動態(tài)點位近似相 等。,4. 消除交越失真的OTL電路,特別提示,OCL和OTL電路均 屬于互補對稱電路， 但OTL電路有輸出 電容，而OCL電路 無輸出電容；OCL 電路采用雙電源供 電，而OTL電路采 用單電源供電（輸 出電容相當(dāng)于電 源）。,在輸出功率較大時常采用復(fù)合管,復(fù)合管的構(gòu)成,方式 1,iC1= 1 iB1

7、,iC2=2 iB2 = 2 (1+1 ) iB1,iC= iC1+ iC2 =1+2 (1+1 ) iB1 1 2 iB1,iB2= iE1=(1+1 ) iB1,iB= iB1,結(jié)論,復(fù)合管電流放大系數(shù) 近似等于兩晶體管電流 放大系數(shù)之積。,復(fù)合管的類型與推動管的類型相同。,方式2,結(jié)論,【例9-1】在如圖9.9（a）所示電路中，已知VCC12V，RL5，功放管的飽和管壓降UCES2V。試求：（1）負(fù)載可能獲得的最大輸出功率Pom。 （2）若輸入正弦電壓的有效值約為6V，則負(fù)載實際獲得的功率為多少？,【解】（1）負(fù)載可能獲得的最大輸出功率,（2）因電路采用射極輸出形式，故有,負(fù)載實際獲得的功率,9.4 集成