模拟电子线路 康华光版 第8章 功率放大电路

模拟电子线路 康华光版 第8章 功率放大电路

模拟电子线路

第八章

功率放大器

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第八章 功率放大器§8.1 §8.2 §8.3 §8.4 §8.5 功率放大电路概述 互补对称功率放大电路 实际功放电路 集成功率放大器 变压器耦合式功放电路退出

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§8.1 功率放大电路概述功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级 输出级， 功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱 动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表 指针偏转等。 指针偏转等。 例1: 扩音系统 ： 信 号 提 取 电 压 放 大 功 率 放 大退出

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例2:温度控制 ： R1 R1-R3:标准电阻 标准电阻 Ua : 基准电压 Rt :热敏电阻 热敏电阻 A:电压放大器 ： R2 a R3 b

Usc 功 + + - A uo1 放加 热

uo

Rt 温控室

元 件

温度调节 过程

T T

Rt

Ub

UO1退出

UO

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分析功放电路应注意的问题 (1) 功放电路中电流、电压要求都比较大， 功放电路中电流、电压要求都比较大， 必须注意电路参数不能超过晶体管的极 限值: 限值 ICM 、UCEM 、 PCM 。 Ic ICM PCM

UCEM

uce退出

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(2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止 电流、电压信号比较大， 波形失真。 波形失真。 (3) 电源提供的能量尽可能转换给负载，减少 电源提供的能量尽可能转换给负载， 晶体管及线路上的损失。 晶体管及线路上的损失。即注意提高电路 的效率( 的效率(η)。

Po max η= × 100% PEPomax : 负载上得到的交流信号功率。 负载上得到的交流信号功率。 电源提供的直流功率。 PE : 电源提供的直流功率。退出

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问题讨论: 问题讨论

射极输出器输出电阻低， 射极输出器输出电阻低，带负载 能力强， 能力强，可以用做功率放大器吗 不合适， 不合适，因 为效率太低 。 ib

估算射极输出器的效率 ： ic USC (设RL=RE) 设RE

USC Rb

Q

USC uo ui RE uo uo退出

uce

t

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为使输出信号的幅值尽可能大(要保证不失真 ， 为使输出信号的幅值尽可能大 要保证不失真),静 要保证不失真 态工作点( )设置较高(靠近负载线的中部)。 态工作点(Q)设置较高(靠近负载线的中部)。 Ic 交流负 载线 直流负 载线 Q uCE USC uo的取 值范围 静态工作点： 静态工作点： UCEQ = 0.5USC

USC RE

ICQ = =

0.5USC 0.5USC

RE

RL 若忽略晶体管的饱和 压降和截止区， 压降和截止区，输出 信号u 信号 o的峰值最大只 能为： 能为： Uommax = 0.5USC退出

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1. 直流电源输出的功率

iC = I CQ + ic

1 T PE = ∫ U SC iC dt T 0

= I CQ + I cm sin(ωt + )2 1 T USC T USC P = ∫ USCiCdt = E ∫0 iCdt =USC × ICQ = 2RL T 0 T 2. 最大负载功率 2 2 Uommax 0.5USC 2 2 U 2 P max = = = SC O RL 8RL RL 3. 最大效率

ηmax =

P max O

放大电路的输出没有失

真的工作方式称为甲类放大。 放大电路的输出没有失真的工作方式称为甲类放大。 甲类放大退出

P E

= 25%

(RL=RE时)

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如何解决效率低的问题？ 如何解决效率低的问题？办法：降低 点 办法：降低Q点。 缺点：但又会引起截止失真。 缺点：但又会引起截止失真。 既降低Q点又不会引起截止失真的办法： 既降低 点又不会引起截止失真的办法：采用 点又不会引起截止失真的办法

推挽输出电路，或互补对称射极输 推挽输出电路， 出器。 出器。

退出

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§8.2 互补对称功率放大电路互补对称：电路中采用两支晶体管， 互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、 、 PNP各一支；两管特性一致。 各一支； 各一支 两管特性一致。 类型： 类型： 互补对称功放的类型

无输出变压器形式 ( OTL电路) 电路) 电路

无输出电容形式 ( OCL电路) 电路) 电路

OTL: Output TransformerLess OCL: Output CapacitorLess退出

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8.2.1 无输出电容的互补对称功放电路为正弦波) 一、工作原理(设ui为正弦波) 工作原理(电路的结构特点： 电路的结构特点： 1. 由NPN型、PNP型三极 型 型三极 管构成两个对称的射极 输出器对接而成。 输出器对接而成。 2. 双电源供电。 双电源供电。 3. 输入输出端不加隔直电 容。T1 +USC

ui

iL RL T2 -USC

uo

退出

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静态分析： 静态分析： ui = 0V → T1、T2均不工作 → uo = 0V 因此，不需要隔直电容。 因此，不需要隔直电容。 动态分析： 动态分析： ui > 0V ui < 0V T1导通，T2截止 ui 导通， iL= ic1 ; T1截止，T2导通 截止， iL=ic2T2 iL RL uo +USC T1

ic1

ic2-USC

T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方 称为乙类放大 乙类放大。 式，称为乙类放大。退出

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乙类放大的输入输出波形关系: 乙类放大的输入输出波形关系 ui t 死区电压 u´ o ´ t u"o t uo t 交越失真 ui T2 -USC 交越失真： 交越失真：输入信号 ui在过零 前后， 前后，输出信号出现的失真便 为交越失真。 为交越失真。退出

+USC T1

iL RL

uo

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乙类放大的特点： 乙类放大的特点： (1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零； 等于零； (2) 每管导通时间等于半个周期 ； (3) 存在交越失真。 存在交越失真。 T1 +USC

ui T2

iL RL -USC退出

uo

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二、最大输出功率及效率的计算假设 ui 为正弦波且幅度足够 大，T1、T2导通时均能饱和，此时 导通时均能饱和， 输出达到最大值。 输出达到最大值。 若忽略晶体管的饱和 压降，则负载(RL)上的电 压降，则负载( 上的电 压和电流的最大幅值分别 ui 为： U =ULmmax SC

+USC T1 ULmax iL RL T2

UL

I Lmmax =

USC

负载上得到的最大功率为： 负载上得到的最大功率为：

RL

Po max

U SC U SC 1 U = = 2 2 RL 2 R L

2 SC

-USC

退出

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电源提供的直流平均功率计算： 电源提供的直流平均功率计算： 每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为 每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为:

I av 1 I av 2

1 = 2π

U SC U SC ∫0 R L sin ω td (ω t ) = πR L U SC U SC ic1 = …… 此处隐藏：2069字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……