第八章 功率放大器.

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1、(8-1) 第八章第八章 功率放大器功率放大器模拟电子线路模拟电子线路(8-2)第八章第八章 功率放大器功率放大器8.1 概述概述8.2 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路8.3 实际功放电路实际功放电路8.4 集成功率放大器集成功率放大器8.5 变压器耦合式功放电路变压器耦合式功放电路(8-3)例例1： 扩音系统扩音系统执行机构执行机构功率放大器的作用：功率放大器的作用： 用作放大电路的用作放大电路的输出级输出级，以驱，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、 仪表仪表指针偏转等。指针偏转等。 功功率率放放大大电电压压放放大大信信号号提提取取

2、8.1 概述概述(8-4)例例2：温度控制温度控制R1-R3:标准电阻标准电阻Ua : 基准电压基准电压Rt :热敏电阻热敏电阻A：电压放大器：电压放大器RtTUO室温室温T 温度调节温度调节过程过程UbUO1R1aR2uoUsc+R3Rt 功功 放放b温控室温控室A+-uo1加热元件加热元件(8-5)分析功放电路应注意的问题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必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 ICMPCMUCEMIcuce(8-6)(2) 电流、电

3、压信号比较大，必须注意防止电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。波形失真。(3) 电源提供的能量尽可能地转换给负载，以电源提供的能量尽可能地转换给负载，以减少晶体管及线路上的损失。即注意提高减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（电路的效率（ ）。）。Pomax : 负载上得到的交流信号功率。负载上得到的交流信号功率。PE ： 电源提供的直流功率。电源提供的直流功率。%100maxEoPP(8-7) 射极输出器的输射极输出器的输出电阻低，带负载能出电阻低，带负载能力强，但做功放不适力强，但做功放不适合。为什么合。为什么？解释如解释如下：下：问题讨论问题讨论Rbuo USCuiib

4、RE射极输出器能否做射极输出器能否做功率放大功率放大？(8-8)RbuoUSCuiRE射极输出器效率的估算：射极输出器效率的估算：(设设RL=RE)uotuoibQicuceUSCESCRU(8-9)若忽略晶体管的饱和若忽略晶体管的饱和压降和截止区，输出压降和截止区，输出信号信号uo的峰值最大只的峰值最大只能为：能为：uo的取的取值范围值范围QIcuCEUSCESCRU直流负直流负载线载线交流负交流负载线载线UCEQ = 0.5USC 静态工作点：静态工作点：LSCESCCQRURUI5 . 05 . 0SCoUU5 . 0max 为得到较大的输出信号，假设将射极输出器的静为得到较大的输出信号

5、，假设将射极输出器的静态工作点（态工作点（Q Q）设置在负载线的中部，令信号波形正）设置在负载线的中部，令信号波形正负半周均不失真负半周均不失真 ，如下图所示。，如下图所示。(8-10)TCSCEtiUTP0d1LSCLSCLomORURURUP825 . 02222maxmax%25maxmaxEOPP放大电路的输出没有失真的工作方式称为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。)sin(tIIiIicmCQcCQCLSCCQSCTCSCTCSCERUIUtiTUtiUTP2dd12001. 直流电源输出的功率直流电源输出的功率2. 最大负载功率最大负载功率3. 最大效率最大效率

6、(RL=RE时时)(8-11)如何解决效率低的问题？如何解决效率低的问题？办法：办法：降低降低Q点。点。既降低既降低Q点又不会引起截止失真的办法：点又不会引起截止失真的办法：采用采用推挽输出电路，推挽输出电路，或或互补对称射极输互补对称射极输出器。出器。缺点：缺点：但又会引起截止失真。但又会引起截止失真。(8-12) 互补对称功放的类型互补对称功放的类型 无输出变压器形式无输出变压器形式 （ OTL电路）电路）无输出电容形式无输出电容形式 （ OCL电路）电路）OTL: Output TransformerLessOCL: Output CapacitorLess互补对称：互补对称：电路中采用

7、两支晶体管，电路中采用两支晶体管，NPN、 PNP各一支；两管特性一致。各一支；两管特性一致。类型：类型：8.2 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路(8-13)8.2.1 无输出电容的互补对称功放电路无输出电容的互补对称功放电路 （ OCL电路）电路）一、工作原理（设一、工作原理（设ui为正弦波）为正弦波）电路的结构特点：电路的结构特点：ui-USCT1T2uo+USCRLiL1. 由由NPN型、型、PNP型三极型三极管构成两个对称的射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输入输出端不加隔直电容。容。(8-14)ic

8、1ic2动态分析：动态分析：ui 0VT1截止，截止，T2导通导通ui 0VT1导通，导通，T2截止截止iL= ic1 ;ui-USCT1T2uo+USCRLiLiL=ic2T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，称为式，称为乙类放大乙类放大。因此，不需要隔直电容。因此，不需要隔直电容。静态分析：静态分析：ui = 0V T1、T2均不工作均不工作 uo = 0V(8-15)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-USCT1T2uo+USCRLiL死区电压死区电压uiuouou o tttt交越失真：交越失真：输入信号输入信号 ui

9、在过零在过零前后，输出信号出现的失真便前后，输出信号出现的失真便为交越失真。为交越失真。交越失真交越失真(8-16)ui-USCT1T2uo+USCRLiL(1) 静态电流静态电流 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。 乙类放大的特点：乙类放大的特点：(8-17)二、最大输出功率及效率的计算二、最大输出功率及效率的计算假设假设 ui 为正弦波且幅度足够大，为正弦波且幅度足够大，T1、T2导通时均能饱和，此时输出导通时均能饱和，此时输出达到最大值。达到最大值。ULmax负载上得到的最大功率为：负载上得到的

10、最大功率为：iL-USCRLuiT1T2UL+USC若忽略晶体管的饱和若忽略晶体管的饱和压降，压降，则负载（则负载（RL)上的电上的电压和电流的最大幅值分别压和电流的最大幅值分别为：为：LSCLSCLRUIUUmaxmaxLSCLSCSCoRURUUP21222max(8-18)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:两个电源提供的总功率为：两个电源提供的总功率为：USC1 =USC2 =USC01)(dsin21LSCLSCavRUttRUILSCavavRUII12LSCLSCSCEEERU

11、RUUPPP22221 tic1LSCRU(8-19)%5 .7842222maxLSCLSCEoRURUPP效率为：效率为：LSCLSCSCEEERURUUPPP22221LSCLSCSCoRURUUP21222max结论：结论：OCL电路效率较高；电路效率较高； 电流、电压波形存在失真。电流、电压波形存在失真。(8-20)三、电路的改进三、电路的改进1. 克服交越失真克服交越失真交越失真产生的原因：交越失真产生的原因： 在于晶体管特性存在在于晶体管特性存在非线性，非线性，ui IB，则，则221RRRUUBE(8-25)3. 电路中增加复合管电路中增加复合管增加复合管的目的是：增加复合管的