模拟电路基础课件：9-功率放大电路(new).ppt

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1、第九章功率放大电路第九章功率放大电路§9.1概述§9.2互补输出级的分析计算§9.1概述一、功率放大电路研究的问题二、对功率放大电路的要求三、晶体管的工作方式四、功率放大电路的种类1.性能指标：输出功率和效率。若已知Uom，则可得Pom。最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。2.分析方法：因大信号作用，故应采用图解法。3.晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。在功放中，晶体管集电极或发射极电流的最大值接近最大集电极电流ICM，管压降的最大值接近c-e反向击穿电压U(BR)CEO，集电极消耗功率的最大值接近集电极最大耗散功率PCM。称

2、为工作在尽限状态。一、功率放大电路研究的问题二、对功率放大电路的要求1.输出功率尽可能大:即在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大。2.效率尽可能高:即电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管的集电极电流近似为0。4.解决散热问题3.非线性失真小三.功放电路的分类功放按电路结构区分可分为：1.变压器耦合功放变压器耦合功放是最早采用的功率放大电路。主要特点为：a)电路简单，体积大，输出功率小。b)效率低，≤50%c)频率响应差，失真大。RBRL+VCCvO+–vi+–2.OTL(Outputtransformerless)功放OT

3、L功放为单电源供电，主要特点为：viRLvO+VCC––++ICVOc)静态时VO=VCC/2a)采用互补推挽电路作为电路的输出级，该电路易集成，体积小，输出功率较大。b)效率较高，≤78.50%d)低频段频率响应差。3.OCL(OutputCapacitorless)功放OCL功放为对称双电源供电，主要特点为：a)采用互补推挽电路作为电路的输出级，该电路易集成，是本节讨论重点。c)静态时VO=0b)效率较高，≤78.50%d)频率响应好。viRLvO+VCC––++ICVO–VEE若晶体管在信号的整个周期内均导通(即导通角=360

4、),则称之工作在甲类状态,构成的功放称为甲类功放。tiCOiCvCEOQIB=常数四.功放电路输出级晶体管的工作状态1.甲类状态(Q点设在负载线中央）根据晶体管静态偏置的不同，功放电路可分为:甲类、乙类、甲乙类和丙类功率放大器。iCRL+VCCvivCEIB乙类功放的IC0，静态时不消耗功率，最高78.5％。iCvCEOQiB=常数tiCO2.乙类状态若晶体管仅在信号的正半周或负半周导通（即导通角=180），则称之工作在乙类状态；甲乙类功放静态时消耗功率低于甲类高于乙类。3.甲乙类状态若晶体管的导通时间大于半个周期且小于周期

5、（即导通角=180~360），则称之工作在甲乙类状态；tiCOiCvCEOQiB=常数原始的互补功率输出级电路的原形是双共集电路，NPN管与PNP管极性相反特性相同且互补。每支晶体管只担任半个周期信号的放大。§9.2互补功率放大电路原始的互补功率输出级电路克服交越失真的互补功率输出级电路T1T2RL+VCCvi–VCCvOR1R2T1T2RL+VCCD1D2vivo+–+–AB–VCC一.电路分析乙类OCL功放T1T2RL+VCCvi–VCCvOiC2iC1互补推挽电路的电路原形是CC电路，具有CC电路的基本特性：Ri大;→输入电流

6、小;RO小→输出电流大;vO≈vi→电压跟随功放电路分析主要计算的电路参数为：POM——最大交流平均输出功率；PT——晶体管功率损耗(管耗)；h——效率h=PO/PV1).最大交流平均输出功率POMT1T2RL+VCCvi–VCCvOiC1∵VO=IC1RL=VCC–VCE当Vi↑→IC1↑→VO↑→VCE↓输出最大时VOM=VCC–VCES波形关系：正半周时交直流负载线为：iC1IC1MVCCiC1QvCEVCESvCE=VCC–iC1RLti0tvCE1vCE2VCCiC1QvCE1iC2vCE2VCES2VCES1最大不失真电流

7、Iom=Icm1=Icm2最大不失真幅度Vom=Vcem1=Vcem2=VCC-VCES输出最大电流的振幅值为：输出最大电压的振幅值为：VOM=VCC-VCES最大输出平均功率为：VCCiC1QvCEVCES当VCC>>VCES时iCRL+VCCvivOT1大功率管的UCES常为2~3V。2).晶体管功率损耗(管耗)PTT1T2RL+VCCvi–VCCvOiC1设：vi=Vimsint;vo=Vomsint3).最大两管管耗PTM当Vom≈0.64VCC时，管耗最大。(两管管耗)T1T2RL+VCCvi–VCCvOiC2iC1假设最

8、大输出功率为10W，选额定管耗大于2W的晶体管。单管管耗PT1M=PT2M=0.2POM4).电源供给的功率PV5).效率当满激励时Vom=VCC-VCES≈VCC;PTVom0.4POM0