第6章 低频功率放大器ppt课件.ppt

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1、第6章低频功率放大器6.1概述6.2互补对称功率放大电路6.3集成功率放大器习题6.1概述6.1.1功率放大电路的主要特点1．功率放大电路的任务和特点基于输出较大功率的基本任务，对功率放大电路的讨论主要针对以下几个方面。1）大信号工作状态为输出足够大的功率，功率放大电路的输出电压、电流幅度都比较大，因此，功率放大管的动态工作范围很大，功放管中的电压、电流信号都是大信号状态，一般以不超过晶体管的极限参数为限度。2）非线性失真问题由于功放管的非线性，功率放大电路又工作在大信号工作状态，必然导致工作过程中

2、会产生较大的非线性失真。输出功率越大，电压和电流的幅度就越大，信号的非线性失真就越严重。因而如何减小非线性失真是功率放大电路的一个重要问题。3）提高功率放大电路的效率、降低功放管的管耗从能量转换的观点来看，功率放大电路提供给负载的交流功率是在输入交流信号的控制下将直流电源提供的能量转换成交流能量而来的。任何电路都只能将直流电能的一部分转换成交流能量输出，其余的部分主要是以热量的形式损耗在电路内部的功放管和电阻上，并且主要是功放管的损耗。对于同样功率的直流电能，转换成的交流输出能量越多，功率放大电路的

3、效率就越高。因为功率大，所以效率的问题就变得十分重要，否则，不仅会带来能源的浪费，还会引起功放管的发热而损毁。2．功率放大电路的分析方法由于功率放大电路工作在大信号状态，功放管的非线性将十分明显，因此微变等效模型已经不再适用，通常采用图解分析方法。3．主要技术指标1）最大输出电压幅度Uomax和最大输出电流幅度Iomax：最大输出幅度表示在输出信号不超过规定非线性失真指标情况下，功率放大电路能输出的最大输出电压和电流，用Uomax和Iomax来表示。2）输出功率Po和最大不失真输出功率Pom输出电压

4、有效值与输出电流有效值的乘积定义为输出功率Po。当输入信号为正弦波时，有（6-1）其中Uom和Iom分别为输出电压和电流的峰值。最大不失真输出功率指在正弦输入信号时，功率放大电路在满足输出电压、电流波形基本不失真的情况下，放大电路最大输出电压Uomax和最大输出电流Iomax有效值的乘积，记为Pom，即（6-2）3）管耗PV损耗在功率放大管上的功率叫做功放管的损耗，简称管耗，用PV表示。4）效率η在功率放大电路中，其他元器件的发热损耗较小，所以认为直流电源提供的功率将转换成输出功率、功放管损耗两部分

5、。放大电路的效率定义为放大电路输出给负载的交流功率Po与直流电源提供的功率PE之比，即（6-3）4．功放管的保护及散热问题功率放大电路工作在大信号下，管子的工作电流和电压均为大信号，所以，必须要考虑功率放大管的保护问题，防止管子击穿或损坏。6.1.2功率放大电路的工作状态与效率的关系提高效率对于功率放大电路来说非常重要，那么，怎样才能最大限度地提高效率呢？在小信号放大电路中，在保证输出信号不失真的情况下，应将放大电路的工作点选得尽可能地低，以便减小静态工作点电流，降低静态功率损耗。损耗小了，电路的效

6、率自然就提高了。图6-1低频功率放大电路的三种工作状态（a）甲类工作状态;（b）甲乙类工作状态;（c）乙类工作状态6.2互补对称功率放大电路6.2.1双电源互补对称电路（OCL电路）采用正、负两个直流电源供电的互补对称电路称为双电源电路。一般，这两个直流电源大小相同，极性相反。1．乙类双电源互补对称功率放大电路图6-2为采用正、负双电源的互补对称功率放大电路。我们发现，它和第3章集成运算放大器中介绍的互补对称输出级是一样的。实际上集成运算放大器的输出级也需要在输出一定功率的基础上提高效率，并具有较强

7、的带负载能力，因而也采用互补对称的电路结构。现在，我们以功率放大电路的观点，对这个电路进行更详细的分析。图6-2乙类双电源互补对称功率放大电路1）电路组成在这个电路中，和集成运放的输出级一样，有两个互补的三极管——NPN管V1和PNP管V2，V1和V2的特性尽可能相同，两个管子接成基极相连、发射极相连的对称的射极输出器形式，所以叫做互补对称功率放大电路。2）工作原理静态时，两管因没有基极偏置而处于截止状态，集电极静态电流约为零（只有很小的穿透电流ICEO），即V1和V2的静态工作点为IC1=IC2=

8、0，UCE1=-UCE2=UCC，设置于截止区内，两功放管属于乙类工作状态，输出电压为零，静态损耗也近似为零。2．分析计算功率放大电路是大信号工作，需要用图解法对图6-2的互补对称功率放大电路进行分析。由于电路的互补对称，V1、V2两管一个负责正半周，一个负责负半周，工作过程相似，只是工作电流、电压极性相反，因此只要分析V1或V2的工作情况，就可得到整个电路的工作情况。下面对V1管的工作情况进行图解。图6-3乙类双电源互补对称功率放大电路图解分析（正半周）由图6-3可