1、第九章 功率放大電路,模擬電子技術(shù) 電 子 教 案 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 電子技術(shù)教研室,第九章 功率放大電路,第九章 功率放大電路,第九章 功率放大電路,目 錄,第一節(jié) 功放的基本概念 第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算 第三節(jié) 集成功率放大器,第九章 功率放大電路,概 述,功率放大器是電子設(shè)備中是不可少的單元電路， 因此需要重點(diǎn)掌握。 教學(xué)要求 掌握功放基本概念 掌握功放電路參數(shù)；會(huì)選擇功放管,目錄,第九章 功率放大電路,第一節(jié) 功放的基本概念,一、什么是功率放大器 1.是一個(gè)能夠供給負(fù)載足夠功率，控制它工作的放大器 2.是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器，即將直流電源能量轉(zhuǎn)換為交流 能量 3.在結(jié)構(gòu)上功放電路通常處于電

2、子設(shè)備末級(jí),目錄,第九章 功率放大電路,二、功放技術(shù)指標(biāo)及主要特點(diǎn) 1.主要技術(shù)指標(biāo) 輸出功率Po：不是質(zhì)量指標(biāo)，所需數(shù)值按需而定 效率：=PO/PDC PO輸出的正弦交流功率 PDC直流電源供給的功率 1，其值表明功放損耗大小的。 越大越好，大表明經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好 非線性失真系數(shù)THD 對(duì)其大小要求視功放用途而定 如：音響設(shè)備 THD0.1,目錄,第一節(jié) 功放的基本概念,第九章 功率放大電路,2.對(duì)功放的基本要求 在電源電壓一定的情況下，最大不失真輸出電壓最大，即輸出功率盡可能大。 效率盡可能高，因而電路損耗的直流功率盡可能小，靜態(tài)時(shí)功放管的集電極電流近似為0。 通常要求具有低輸出電阻,第一節(jié) 功

3、放的基本概念,第九章 功率放大電路,3.功放管的工作特點(diǎn) 功放的Po是由BJT（稱(chēng)功放管功率管）提供的。 大信號(hào)工作，盡限運(yùn)用 盡限運(yùn)用是指： 功放管的工作電流Ic接近于ICM 電壓Uce接近于U(BR)CEO 損耗功率Pc接近于PCM 電流幅值最大時(shí)，處于臨界飽合狀態(tài) 功放管易損壞易失真 因工作電流和電壓大,目錄,第一節(jié) 功放的基本概念,第九章 功率放大電路,三、功放類(lèi)型 1.從功放管的工作狀態(tài)分 甲類(lèi)方式：晶體管在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)均處于導(dǎo)通狀態(tài) 效率最低 2) 乙類(lèi)方式：晶體管僅在信號(hào)的半個(gè)周期處于導(dǎo)通狀態(tài) 效率最高 3) 甲乙類(lèi)方式：晶體管在信號(hào)的多半個(gè)周期處于導(dǎo)通狀態(tài) 效率居中 2.從

4、工作頻譜分 ： 低頻功放 高頻功放 寬帶功放 脈沖功率放大器,目錄,第一節(jié) 功放的基本概念,第九章 功率放大電路,3. 制做工藝分： 分立件功放 集成功放 4.從構(gòu)成方式分： 變壓器耦合：?jiǎn)坞娫垂╇?，笨重，效率低，低頻特性差。 OCL型 ：雙電源供電，效率高，低頻特性好。 OTL型：?jiǎn)坞娫垂╇?，低頻特性差。 BTL型：?jiǎn)坞娫垂╇姡皖l特性好；雙端輸入雙端輸出。,第一節(jié) 功放的基本概念,第九章 功率放大電路,一、對(duì)輸出級(jí)的要求,互補(bǔ)輸出級(jí)是直接耦合的功率放大電路。,輸入為零時(shí)輸出為零,第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,最大不失真輸出電壓最大,負(fù)載電阻上無(wú)直流功耗；,雙電源供電時(shí)Uom的峰值接近電源電

5、壓。 單電源供電Uom的峰值接近二分之一電源電壓。,射極輸出形式,靜態(tài)工作電流小,直流功耗小,帶負(fù)載能力強(qiáng),第九章 功率放大電路,二、基本電路,靜態(tài)時(shí)T1、T2均截止，UB= UE=0,1、特征：T1、T2特性理想對(duì)稱(chēng)。,2、靜態(tài)分析,T1的輸入特性,理想化特性,第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,第九章 功率放大電路,3、動(dòng)態(tài)分析,ui正半周，電流通路為 +VCCT1RL地， uo = ui,兩只管子交替工作，兩路電源交替供電，雙向跟隨。,ui負(fù)半周，電流通路為 地 RL T2 -VCC， uo = ui,第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,第九章 功率放大電路,4、交越失真,消除失真的方法： 設(shè)置合適

6、的靜態(tài)工作點(diǎn)。,信號(hào)在零附近兩只管子均截止,開(kāi)啟電壓,第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,第九章 功率放大電路,三、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí),1. 對(duì)偏置電路的要求：有合適的Q點(diǎn)，且動(dòng)態(tài)電阻盡可能小，即動(dòng)態(tài)信號(hào)的損失盡可能小。 2. 如果信號(hào)為零時(shí)兩只管子處于臨界導(dǎo)通或微導(dǎo)通，那么當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)兩只管子中至少有一個(gè)導(dǎo)通，因而消除了交越失真。 3. 二極管導(dǎo)通時(shí)，對(duì)直流電源的作用可近似等效為0.60.8V的一個(gè)直流電池，對(duì)交流信號(hào)的作用可等效為一個(gè)數(shù)值很小的動(dòng)態(tài)電阻。,第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,第九章 功率放大電路,消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí),第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,第九章 功率放大電路,四、

7、準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí),為保持輸出管的良好對(duì)稱(chēng)性，輸出管為同類(lèi)型晶體管。,第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,第九章 功率放大電路,五、互補(bǔ)輸出級(jí)的分析估算,求解輸出功率和效率的方法:,然后求出電源的平均功率，,效率,1、輸出功率,在已知RL的情況下，先求出Uom，則,第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,第九章 功率放大電路,2、效率,第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,第九章 功率放大電路,3、晶體管的極限參數(shù),PT對(duì)UOM求導(dǎo)，并令其為0，可得,在輸出功率最大時(shí)，因管壓降最小，故管子損耗不大；輸出功率最小時(shí)，因集電極電流最小，故管子損耗也不大。,管子功耗與輸出電壓峰值的關(guān)系為,第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,第九章 功率放大電路,因此，選擇晶體管時(shí)，其極限參數(shù),將UOM代入PT的表達(dá)式，可得,第二節(jié) OCL型乙類(lèi)功放計(jì)算,第九章 功率放大電路,第三節(jié) 集成