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第八章功率放大电路(电气)PPT课件
1
第8章 功率放大器
8.1 引言 8.2 功率放大器的特点和分类 8.3甲类功率 8.4乙类双电源互补对称功率放大器 8.5甲乙类双电源功率放大器 8.6甲乙类单电源功率放大器 8.7桥式功率放大器 8.8集成功率放大器
2020/10/13
2
8.1 引言
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的 的放大电路。它一般直接驱动负载，带负载 能力要强。
损耗在功率放大管上的功率叫做功放管的损耗，用Pc表示。Байду номын сангаас
(4) 效率要高
Po 10% 0
PD
Po:提供给负载的交流功率 PD:直流电源提供的功率
2020/10/13
6
4、功放管的保护与散热问题 因为低频功率放大电路,转换效率η≤78%，所以相当大
的功率消耗在管子集电结上，使管子温度升高，当结温超
过允许值（硅管约200℃，锗管为100℃）功放管被损坏，
所以必须给功放管加散热片。 如加
200mm×200mm×3mm的散热片后Pom可由2W提到10W。
2020/10/13
7
功率放大电路的工作状态与效率的关系
1、提高η对功放电路非常重要，如何提高η呢？
在小信号放大电路中，在保证输出信号不失 真情况下，静Q应尽量选低，降低静态功耗,η自然 就提高。所以η和静Q有密切的关系
2020/10/13
8
2、功放管工作的三种状态 (1)甲类：静态工作点处负载线 中间.如图(a)所示 A、三极管导通角为360°，不 管有无交流输入信号ui， PE=ICUCC。 B、当ui=0时，PE全部消耗在管 子和电阻上。 当ui≠0时， PE一 部分转换为PO，另一部分消耗在 功放管上,理想情况下n≤50%。 C、甲类工作状态非线性失真小， 但η低。 2020/10/13
第8章 功率放大器
8.1 引言 8.2 功率放大器的特点和分类 8.3甲类功率 8.4乙类双电源互补对称功率放大器 8.5甲乙类双电源功率放大器 8.6甲乙类单电源功率放大器 8.7桥式功率放大器 8.8集成功率放大器
2020/10/13
2
8.1 引言
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的 的放大电路。它一般直接驱动负载，带负载 能力要强。
损耗在功率放大管上的功率叫做功放管的损耗，用Pc表示。Байду номын сангаас
(4) 效率要高
Po 10% 0
PD
Po:提供给负载的交流功率 PD:直流电源提供的功率
2020/10/13
6
4、功放管的保护与散热问题 因为低频功率放大电路,转换效率η≤78%，所以相当大
的功率消耗在管子集电结上，使管子温度升高，当结温超
过允许值（硅管约200℃，锗管为100℃）功放管被损坏，
所以必须给功放管加散热片。 如加
200mm×200mm×3mm的散热片后Pom可由2W提到10W。
2020/10/13
7
功率放大电路的工作状态与效率的关系
1、提高η对功放电路非常重要，如何提高η呢？
在小信号放大电路中，在保证输出信号不失 真情况下，静Q应尽量选低，降低静态功耗,η自然 就提高。所以η和静Q有密切的关系
2020/10/13
8
2、功放管工作的三种状态 (1)甲类：静态工作点处负载线 中间.如图(a)所示 A、三极管导通角为360°，不 管有无交流输入信号ui， PE=ICUCC。 B、当ui=0时，PE全部消耗在管 子和电阻上。 当ui≠0时， PE一 部分转换为PO，另一部分消耗在 功放管上,理想情况下n≤50%。 C、甲类工作状态非线性失真小， 但η低。 2020/10/13
第3章功率放大器PPT课件
缺 双电源， 点 电源利用率不高
最大输出功率
主
Pom
1 2
V
2 CC
RL
要 公
直流电源消耗功率
PE
2 VC
CIcm
式 效率 理 想 78.5%
最大管耗 PC1m 0.2Pom
OTL
结构简单，效率高，频率 响应好，易集成，单电源
输出需大电容， 电源利用率不高
Pom
1 8
V
2 CC
RL
PE
1 VC
CIcm
甲乙类工作状态失真大， 静态电流小 ，管耗小，效率较高。
单管甲类电路
做功放适合吗？
乙类推挽电路 iB
0
u BE
UomVCC2UCES
信号的正半周T1导通、T2截止；负半周T2导通、T1截止。 两只管子交替工作，称为“ 推挽 ”。设 β为常量，则负载
上可获得正弦波。输入信号越大，电源提供的功率也越大。
两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。
OTL 电路
输入电压的正半周：
＋VCC→T1→C→RL→地
＋
C 充电。
输入电压的负半周：
C 的 “＋”→T2→地→RL→ C
“ －” C 放电。
静态 uI 时 U B， U EV 2 CC
Uom(VCC
2)UCES 2
C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。
开启 电压
① 静态时T1、T2处于临界导通状态， 有信号时至少有一只导通；
② 偏置电路对动态性能影响要小。
消除交越失真的互补输出级
静 态UB ： 1B2UD1UD2 动 态ub： 1ub2ui
若I
＞
2
功放电路和直流电源第28讲课件
1.原理电路
iL
ui
T1
-USC
N1 +
N2 RL
T2
N1
放大器：由两个共射极放大器组成，两个三极管
的射极接功放在电路一和直起流电。源第28讲课件
7
iL
ui
T1
USC -
N1 +
N2 RL
T2
N1
输入变压器：将输入信号分成两个大小相等的信号，
分别送两个放大器的基极，使 T1、T2 轮流导通。
输出变压器：将两个集电极输出信号合为一个信号，
3、4、5、7 -- 接地端（ GND） 10、11、12 -- 接地端（GND） 2、6 -- 输入端
（一般2脚接地）
8 -- 输出端
（经500 电容接负载）
1 -- 接旁路电容（5 ）
9、13 -- 空脚（NC）
功放电路和直流电源第28讲课件
2
集成功放 LM384 外部电路典型接法：
输入信号 ui
U o1m
R
RL //( jX C 2 ) RL //( jX C 2
)
U'o1m
1
U o1m
RL R RL
C2 功放(电R路/和/直R流电L 源)2第28讲(课件1C2
)2
U'o1m
39
1
U o1m
RL R RL
(R //
C2
RL )2
(1
C2
)2
U'o1m
通常选择滤波元件的参数使得：
T2
N1
ic2
• ui > 0 时： T1导通、T2 截止，ic1 经变压器耦合 给负载，iL的方向由 ic1决定。 • ui < 0 时： T2导通、T1截止，ic2 经变压器耦 合给负载，iL的方向由 ic2决定。 • 若ui 为正弦信号，则 iL近似为正弦波。
iL
ui
T1
-USC
N1 +
N2 RL
T2
N1
放大器：由两个共射极放大器组成，两个三极管
的射极接功放在电路一和直起流电。源第28讲课件
7
iL
ui
T1
USC -
N1 +
N2 RL
T2
N1
输入变压器：将输入信号分成两个大小相等的信号，
分别送两个放大器的基极，使 T1、T2 轮流导通。
输出变压器：将两个集电极输出信号合为一个信号，
3、4、5、7 -- 接地端（ GND） 10、11、12 -- 接地端（GND） 2、6 -- 输入端
（一般2脚接地）
8 -- 输出端
（经500 电容接负载）
1 -- 接旁路电容（5 ）
9、13 -- 空脚（NC）
功放电路和直流电源第28讲课件
2
集成功放 LM384 外部电路典型接法：
输入信号 ui
U o1m
R
RL //( jX C 2 ) RL //( jX C 2
)
U'o1m
1
U o1m
RL R RL
C2 功放(电R路/和/直R流电L 源)2第28讲(课件1C2
)2
U'o1m
39
1
U o1m
RL R RL
(R //
C2
RL )2
(1
C2
)2
U'o1m
通常选择滤波元件的参数使得：
T2
N1
ic2
• ui > 0 时： T1导通、T2 截止，ic1 经变压器耦合 给负载，iL的方向由 ic1决定。 • ui < 0 时： T2导通、T1截止，ic2 经变压器耦 合给负载，iL的方向由 ic2决定。 • 若ui 为正弦信号，则 iL近似为正弦波。
《功放电路学习》课件
Βιβλιοθήκη 甲类功放电路总结词
效率低但音质好
详细描述
甲类功放电路的效率相对较低，但其输出信号的失真度较小，音质较好，适用于需要高保真度音质的 应用场景。
乙类功放电路
总结词
效率高但信号失真大
详细描述
乙类功放电路的效率较高，但输 出信号的失真度较大，音质相对 较差，适用于需要高功率输出的 应用场景。
甲乙类功放电路
《功放电路学习》课 件
目录
CONTENTS
• 功放电路概述 • 功放电路的类型与特点 • 功放电路的设计与优化 • 功放电路的应用与实例 • 功放电路的常见问题与解决方案
01
功放电路概述
功放电路的定义与作用
总结词
理解功放电路的定义和作用是学习的基础
详细描述
功放电路是一种将微弱的电信号放大成大功率信号的电子电路，广泛应用于音 频放大、通信、雷达等领域。它能够将微弱的电信号通过放大器转换成足够大 的功率信号，以驱动扬声器或其他负载。
功放电路的设计原则
匹配性原则
确保输入和输出阻抗之 间的良好匹配，以减少
信号损失和失真。
稳定性原则
确保功放电路在各种工 作条件下都能稳定运行
，避免自激振荡。
高效性原则
优化电路设计，降低能 耗，提高功放效率。
可靠性原则
选用高质量的元件，合 理布局，降低故障率。
功放电路的优化方法
01
02
03
04
元件参数优化
不同类型的功放电路适用于不同场合的音响系统，例如，家用音响、专业录音棚、 公共广播等。
功放电路的性能指标直接影响音响系统的音质，如失真度、动态范围、输出功率等 。
功放电路在电视接收机中的应用
效率低但音质好
详细描述
甲类功放电路的效率相对较低，但其输出信号的失真度较小，音质较好，适用于需要高保真度音质的 应用场景。
乙类功放电路
总结词
效率高但信号失真大
详细描述
乙类功放电路的效率较高，但输 出信号的失真度较大，音质相对 较差，适用于需要高功率输出的 应用场景。
甲乙类功放电路
《功放电路学习》课 件
目录
CONTENTS
• 功放电路概述 • 功放电路的类型与特点 • 功放电路的设计与优化 • 功放电路的应用与实例 • 功放电路的常见问题与解决方案
01
功放电路概述
功放电路的定义与作用
总结词
理解功放电路的定义和作用是学习的基础
详细描述
功放电路是一种将微弱的电信号放大成大功率信号的电子电路，广泛应用于音 频放大、通信、雷达等领域。它能够将微弱的电信号通过放大器转换成足够大 的功率信号，以驱动扬声器或其他负载。
功放电路的设计原则
匹配性原则
确保输入和输出阻抗之 间的良好匹配，以减少
信号损失和失真。
稳定性原则
确保功放电路在各种工 作条件下都能稳定运行
，避免自激振荡。
高效性原则
优化电路设计，降低能 耗，提高功放效率。
可靠性原则
选用高质量的元件，合 理布局，降低故障率。
功放电路的优化方法
01
02
03
04
元件参数优化
不同类型的功放电路适用于不同场合的音响系统，例如，家用音响、专业录音棚、 公共广播等。
功放电路的性能指标直接影响音响系统的音质，如失真度、动态范围、输出功率等 。
功放电路在电视接收机中的应用
第六章-功率放大电路PPT课件
T3管组成前置放大级，T1、 T2组成互补对称电路输出级， K点静态点位VK=VCC/2
信号负半周T1导通，电流流 过 负 载 RL 并 向 C 充 电 ； 信 号 正 半 周 T2 导 通 C 充 当 -VCC 通 过负载放电。若时间常数 RLC足够大，C代替原来的负 电源。
六、OTL功放电路
甲乙类单电源互补对称电路（OTL）
V CC 2 2 RL
实际输出功率Po
Po=VoIoVo2m
Vom Vom 2 2RL 2RL
五、OCL功放电路的分析计算
2、管耗PT 单个管子在半个周期内的管耗
PT1=21 π0π(VCC vo)R vo Ld(t)
2 1 π0 π(V C C V os mitn )V oR s m L itn d(t)
＋
同相
输入端 ＋
－
＋
反相 － 输入端
接法 共射 共集 共基
输入 b b e
＋
输出 c e c
相位 反相 同相 同相
电路可等效为一 个双端输入单端 输出的差分放大 电路。
八、功放电路应用举例
已知： V c2cV 0 ， R L8
Av11,0ui 1V,
求： Po,PT,PE,
解： VO1M 14.14V ,
射极输出形式
最大不失真输出电压最大。 静态工作电流小
双电源供电时Uom的峰 值接近电源电压。
单电源供电Uom的峰值 接近二分之一电源电压。
输入为零时输出为零
二、功率放大电路的一般问题
1. 功率放大电路的主要特点
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放
大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电流。管子
甲乙类单电源互补对称电路（OTL）
功放电路图.ppt
例:互补对称OTL功放电路如图所示，已知VG=24V，RL=8Ω。 求：（1）要使电路理想工作，静态时，A点电位为多少？调节哪个元 件来达到要求？
（2）RP2的作用是什么？ RP2一旦开路将产生什么后果？ （3）电路中R4、C4的作用是什么？如果去掉R4、C4对电路会有什么 影响？
（4）若A点电位为14V，则该电路最大输出功率和此时的效率各是多 少？
（5）若输入信号 ui 500 sin tmV Au1=-10,Au2=1,此时输出功率PO
和效率η各为多少？
带有前置放大级的甲乙类OCL功放
电路
甲类
电路类型
甲类
静态电流
大
最大不失 真输出电 压幅值 Ucem
最大不失 真输出功 率Pom 最高效ηm
电源产生的 功率
最大管耗Pcm
电路特点
乙类推挽 乙类 为零
第7章 低频功率放大器
甲类单管功放电路
乙类推挽式功放电路
甲乙类推挽功放电路
ic
ic1
ic1
0
ic2
uCE2
0
直流负载线
1 vGQ20来自uCE1交流负载线
0
ic2
uce
ucem
输入变压器倒相式OTL电路
互补対称式OTL电路
没有自举电路时的正半周输出等效简图
有自举电路，功放正半周输出（此时ui应为负半周，
因为前置放大级为共射电路，有反相作用）时的简化电路
如图所示。该电路的工作，将在R3上形成一定的压降
uR3=R3iR3,同时V2管发射结也会有一部分的压降uBE2，这样 就造成了uA远不能达到UG。也就是说，该电路正半周输出 的振幅较小，远不能达到UG/2，电路的功率输出也就比较 小。
《功率放大电路 》课件
《功率放大电路》 PPT课件
xx年xx月xx日
• 功率放大电路概述 • 功率放大电路的工作原理 • 功率放大电路的设计与实现 • 功率放大电路的常见问题与解决
方案 • 功率放大电路的发展趋势与展望
目录
01
功率放大电路概述
定义与特点
总结词：基本概念
详细描述：功率放大电路是一种电子电路，其主要功能是将微弱的输入信号放大 至足够大的功率，以满足各种应用需求。其主要特点包括高输出功率、高效率、 良好的线性度和稳定性等。
功率放大电路的效率问题
01
功率放大电路的效率直接影响到能源利用率和设备发热情况。
02
功率放大电路的效率是指在输出功率中有效功率所占的比例。
如果效率不高，会导致能源利用率低，设备发热严重。
解决方案： 采用高效功率放大器件和拓扑结构减小能量损耗。
05
电流连续工作模式，晶体管在整个信号周期内均 处于导通状态，适用于低频信号放大。
乙类功率放大电路
采用两个晶体管分别放大正负半周期信号，以实 现功率放大，适用于高频信号放大。
3
甲乙类功率放大电路
结合甲类和乙类放大电路的特点，晶体管在信号 正负半周期内导通，适用于一般信号放大。
功率放大电路的效率分析
01
失真
由于非线性效应引起的输出信 号畸变程度。
带宽
表示功率放大电路能够正常工 作的频率范围。
03
功率放大电路的设计与实 现
功率放大电路的设计原则
效率优先
设计时应优先考虑效率，确保电路在放大信 号的同时，尽可能减少能量损失。
线性度
在放大过程中，应保持信号的线性关系，避 免失真。
稳定性
为避免自激振荡，电路设计应确保功率放大 电路的稳定性。
xx年xx月xx日
• 功率放大电路概述 • 功率放大电路的工作原理 • 功率放大电路的设计与实现 • 功率放大电路的常见问题与解决
方案 • 功率放大电路的发展趋势与展望
目录
01
功率放大电路概述
定义与特点
总结词：基本概念
详细描述：功率放大电路是一种电子电路，其主要功能是将微弱的输入信号放大 至足够大的功率，以满足各种应用需求。其主要特点包括高输出功率、高效率、 良好的线性度和稳定性等。
功率放大电路的效率问题
01
功率放大电路的效率直接影响到能源利用率和设备发热情况。
02
功率放大电路的效率是指在输出功率中有效功率所占的比例。
如果效率不高，会导致能源利用率低，设备发热严重。
解决方案： 采用高效功率放大器件和拓扑结构减小能量损耗。
05
电流连续工作模式，晶体管在整个信号周期内均 处于导通状态，适用于低频信号放大。
乙类功率放大电路
采用两个晶体管分别放大正负半周期信号，以实 现功率放大，适用于高频信号放大。
3
甲乙类功率放大电路
结合甲类和乙类放大电路的特点，晶体管在信号 正负半周期内导通，适用于一般信号放大。
功率放大电路的效率分析
01
失真
由于非线性效应引起的输出信 号畸变程度。
带宽
表示功率放大电路能够正常工 作的频率范围。
03
功率放大电路的设计与实 现
功率放大电路的设计原则
效率优先
设计时应优先考虑效率，确保电路在放大信 号的同时，尽可能减少能量损失。
线性度
在放大过程中，应保持信号的线性关系，避 免失真。
稳定性
为避免自激振荡，电路设计应确保功率放大 电路的稳定性。
第五章 功率放大电路PPT课件
2、功放管的最大耐压U（BR）CEO 当一只管子饱和导通时，另一只管子承受的最大反向电
压为2VCC。故
U (BR)CEO 2VCC
二、对功率放大电路的要求 1、应有足够大的输出功率。 2、效率要尽可能的高。 3、非线性失真要小。 4、功率管要采取散热等保护措施。
5.1.2 功率放大电路的分类
1、按静态工作点分类：
图５.1.1 各类功率放大电路的静态工作点及其波形 （a）工作点位置 （b）甲类波形 （c）甲乙类波形（d）乙类波形
5.2 乙类互补对称功率放大电路
功率放大器早期采用变压器耦合输出，可实现阻抗匹配， 但体积大、传输损耗大，在实际中已使用不多。
目前大量应用的是无变压器的乙类互补对称功率放大 电路。按电源供给的不同，分为双电源互补对称功放电路 和单电源互补对称功放电路。
ห้องสมุดไป่ตู้
5.2.1 OCL电路
一、基本电路及其工作原理 双电源互补对称电路又称无输出电容的功放电路，简称 OCL电路，其原理电路如图5.2.1 （a）所示。图中V1、V2为导 电类型互补（NPN、 PNP）且性能参数完全相同的功放管。两 管均接成射极输出电路以增强带负载能力。
1 2
V CC
U CE(sat) 2 1 VC2C
RL
2 RL
2．直流电源供给功率PV 根据富氏级数分解，周期性半波电流的平均值Iav＝
Icm /π ，因此正负电源供给的直流功率
PV
I avV CC
I avV EE
2 I avV CC
2 π
VCC
I
cm
2VCCU cem π RL
3．管耗PC
2．效率η
η就是负载上得到的有用信号功率Po与电源供给的直流
压为2VCC。故
U (BR)CEO 2VCC
二、对功率放大电路的要求 1、应有足够大的输出功率。 2、效率要尽可能的高。 3、非线性失真要小。 4、功率管要采取散热等保护措施。
5.1.2 功率放大电路的分类
1、按静态工作点分类：
图５.1.1 各类功率放大电路的静态工作点及其波形 （a）工作点位置 （b）甲类波形 （c）甲乙类波形（d）乙类波形
5.2 乙类互补对称功率放大电路
功率放大器早期采用变压器耦合输出，可实现阻抗匹配， 但体积大、传输损耗大，在实际中已使用不多。
目前大量应用的是无变压器的乙类互补对称功率放大 电路。按电源供给的不同，分为双电源互补对称功放电路 和单电源互补对称功放电路。
ห้องสมุดไป่ตู้
5.2.1 OCL电路
一、基本电路及其工作原理 双电源互补对称电路又称无输出电容的功放电路，简称 OCL电路，其原理电路如图5.2.1 （a）所示。图中V1、V2为导 电类型互补（NPN、 PNP）且性能参数完全相同的功放管。两 管均接成射极输出电路以增强带负载能力。
1 2
V CC
U CE(sat) 2 1 VC2C
RL
2 RL
2．直流电源供给功率PV 根据富氏级数分解，周期性半波电流的平均值Iav＝
Icm /π ，因此正负电源供给的直流功率
PV
I avV CC
I avV EE
2 I avV CC
2 π
VCC
I
cm
2VCCU cem π RL
3．管耗PC
2．效率η
η就是负载上得到的有用信号功率Po与电源供给的直流
功率放大器原理及电路图PPT课件
uA=（EC-UCES1） 。
ωt
VT2 ub2
ic2
RL uL
ui负半周时VT2管饱和导通，VT1管截止。VT2管的直流电源由电容C上充 的电尽荷管供每给管，饱u和A=导U通CE时S2的≈0电流很大，但相应的管压降很小，这样，每管的管 耗就很小，放大器的效率也就很高
uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和RL串联谐振回路调谐 在输入信号的角频率ω上，且回路的Q值足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角频 率为ω的余弦波，RL上可得相对输入信号不失真的输出功率。
0.5fβ fβ 0.2fT fT
第15页/共56页
1 高频功率放大器的动态特性
1、 放大区动态特性方程 当放大器工作在谐振状态时，其外部电路电压方程为：
若设： ub Ubm cost
ic
由上两式消除cos t 可得：
uBE
U BB
Ubm
EC uce U cm
又利用晶体管的内部特性关系式（折线方程）：
Icmax
ic
ic1
ic2 ic3
Ico
ωt
θc
θc
其中各系数分别为：
1
I co 2
icd (t )
I cmax
sinc c cosc ) 1 cosc
I cmax 0
c
1
I cm1 2
c c
ic
costd(t )
1
I cmax (
c
sin c cos c 1 cos c
(4)不能用线性模型电路分析，一般采用图解法分析和折线法
第1页/共56页
功率放大器按工作状态分类：
A（甲）类：导通角为 180o
第九章 功率放大电路PPT课件
晶体管集电极电流最大时接近ICM 晶体管管压降最大时接近U（BR）CEO 晶体管耗散功率最大时接近PCM
选择功放管时，要注意极限参数的选择，还要注意其散 热条件，使用时必须安装合适的散热片和各种保护措施。
三、功率放大电路的分析方法
采用图解法
由于工作在大信号条件下，小信号交流等效电路不适用，因而要采用图 解法（Q、交/直流负载线）。
CQ CQL
即图中三角形QDE的面积
图9.1.1输出功率和效率的图解分析
负载电阻RL上所获得的功率PO仅为P/Om的一部分。
共射放大电路输出功率小，效率低（25℅），不宜作功放。
16.09.2020
8
二、变压器耦合功率放大电路
传统的功放为变压器耦合式电路
1
R
L
电源提供的功率为PV＝ICQ VCC ，
9.2.1 OCL电路的组成及工作原理
一、电路组成
+VCC T1 iC1
ui = 0 T1 、 T2 截止 ui > 0 T1 导通 T2 截止 io = iE1 = iC1, uO = iC1RL
+
ui < 0 T2 导通 T1 截止
+
ui
RL
T2
iC1
uo
io = iE2 = iC2, uO = iC2RL
若考虑三极管的开启电压，输出
VCC
波形将产生交越失真。
16.09.2020
14
二、消除交越失真的OCL电路的工作原理
利用二极管的UF抵消三极管的UON
改进
增加R2调 整电压大 小
电压倍增电路 UBE multiplier
UCE
R1 R2 R2
UBE
选择功放管时，要注意极限参数的选择，还要注意其散 热条件，使用时必须安装合适的散热片和各种保护措施。
三、功率放大电路的分析方法
采用图解法
由于工作在大信号条件下，小信号交流等效电路不适用，因而要采用图 解法（Q、交/直流负载线）。
CQ CQL
即图中三角形QDE的面积
图9.1.1输出功率和效率的图解分析
负载电阻RL上所获得的功率PO仅为P/Om的一部分。
共射放大电路输出功率小，效率低（25℅），不宜作功放。
16.09.2020
8
二、变压器耦合功率放大电路
传统的功放为变压器耦合式电路
1
R
L
电源提供的功率为PV＝ICQ VCC ，
9.2.1 OCL电路的组成及工作原理
一、电路组成
+VCC T1 iC1
ui = 0 T1 、 T2 截止 ui > 0 T1 导通 T2 截止 io = iE1 = iC1, uO = iC1RL
+
ui < 0 T2 导通 T1 截止
+
ui
RL
T2
iC1
uo
io = iE2 = iC2, uO = iC2RL
若考虑三极管的开启电压，输出
VCC
波形将产生交越失真。
16.09.2020
14
二、消除交越失真的OCL电路的工作原理
利用二极管的UF抵消三极管的UON
改进
增加R2调 整电压大 小
电压倍增电路 UBE multiplier
UCE
R1 R2 R2
UBE
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T2
则： UoM
2
VCC
0.64VCC
时管耗最大
P
即：PTmax
2V 2CC π 2RL
0.4POmax
PT
PT1 PT2 0.2Pomax
0
+VCC +
UCES
+
RL uoM
VCC
PV
Po
UOM
4.2.3 OCL电路的输出功率与效率
5. 选择功放管的原则
+VCC
三个极限参数的选择
T1
UCES
4.2.3 OCL电路的输出功率与效率
2. 电源功率PV 半电路计算
IC( AV )
1
0 IOM Sintdt
+
ui
1 UOM Sintdt 2UOM
0 RL
RL
+VCC
T1
+
UCES
-
+
T2
RL uoM
VCC
PV
VCC IC ( AV )
2VCCU OM
2V
2 CC
RL
RL
4.2.3 OCL电路的输出功率与效率
但由于Re 的存在，
它的静态电流较大， 电路效率仍然较低。
为了提高效率，必须使电路的静态损耗为0， 即IB=0，IC=0，且采用两个极性相反的射极跟随器
组成乙类互补功率放大电路
4.2.1 互补对称功率放大电路的引出
乙类共集放大电路
波形失真严重
4.2.2 OCL电路的组成与工作原理 (OCL — Output Capacitorless)
3. 效率
Pom 100 %
+
ui
PV
UOM 100 % 78.5%
4 VCC
+VCC
T1
+
UCES
-
+
T2
RL uoM
VCC
理想情况（忽略UCES）下，
乙类工作状态的最大效率
4. 功放管的最大管耗
PT
PV
Po
2VCCUOM
RL
U 2OM 2RL
令： dPT 0
dU oM
T1
+
ui
iB
交越失真
uBE2 uBE2
o
iB2
o
t1 t2
t3 t4 t
uo
t BE1
1
t2 t3
t4
uBE1
当t 输入电压
小于死区电压时， 三极管截止， 引起 交越失真
4.2.3 OCL电路的输出功率与效率 大信号－图解法动态分析
NPN
-UoM
Icm
Vcc－UCES
Vcc－UCES
+UoM
PNP
＋
UCES
ห้องสมุดไป่ตู้
ICQ
效率低。
max 25%
O
iC
乙类工作状态( )
ICQ
失真大，静态电流为零 ，管耗小， O
效率高。
max 78.5%
iC
甲乙类工作状态 ( < < 2 )
ICQ
失真大，静态电流小 ，管耗小，
O
效率较高。
IcM 2 t
IcM
2 t
IcM
2 t
4. 放大电路常用的三种工作状态
iC
－
＋
UoM
－
4.2.3 OCL电路的输出功率与效率
1. 最大不失真输出功率
Po
U
2 o
RL
U 2oM 2RL
输出电压
+
峰值
ui
输出电压 最大峰值
+VCC
T1
+
UCES
-
+
T2
RL uoM
VCC
Po m a x
U2 om a x RL
U
2 oMm a x
2RL
(VCC UCES )2 2RL
VCC 2 2RL
4. 放大电路常用的三种工作状态
1)甲类工作状态
T 3600
iC
iC
2)甲乙类工作状态
1800 T 3600
iC
iC
Q
0
t0
IB=0
uCE
0
t0
Q
IB=0
uCE
3)乙类工作状态
T 1800
iC
iC
0
t0
uQCEIB=0
4. 放大电路常用的三种工作状态
甲类工作状态( 2 )
iC
失真小，静态电流大，管耗大，
+VCC T1 iC1
1. 电路特点
1）双电源Vcc供电； 2）T1和T2特性一致；
+
+
3）静态时，VB=VE =0
ui
RL
uo
电路处于乙类工作状态
T2
iC1
4）T1和T2互补工作，
VCC
输入、输出双向跟随 信号过零时出现交越失真
4.2.2 OCL电路的组成与工作原理
2. 电路存在的问题
iB1
死区
+VCC
选功率T管1 ：U+CE
PV
=
2V
2 CC
/
RL=
45.9
(W)
PT1
1 2
(PV
Po )
=
4.9
(W)
PT1m 0.2 36 7.2 (W)
PUICC(MBMuR+=)=iC5E1OA0=T26105VWR-C1CL00uV+o
U(BR)CEO > 48 V ICM > 24 / 8 = 3 (A)
iC
Q
Q
O
tO
Q uCE
甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。 乙类工作状态失真大，静态电流为零 ，管耗小，效率高。 甲乙类工作状态失真大， 静态电流小 ，管耗小，效率较高。
4.2 互补对称功率放大电路
4.2.1 互补对称功率放大电路的引出
iC
iC
u0 uce
IcM
IC
O
tO
Q
uCE VCC
在多级放大电路的末级或末前级是功率放大级，
1) 输出功率尽可能大
2) 效率要高
=直交流流电输源出功功率率100%=
PO PE
100%
3) 非线性失真要小
4）晶体管的散热与保护问题
4.1 概述
2.组成形式
采用互补对称式功率放大电路，常用形式有两种： 无输出电容OCL和有输出电容OTL
3.分析方法
图解法
甲类共射放大电路
UceM
S Pom
Ic Uce
1 2
IcMU
ceM
PV iC VCC I CVCC 4S max Pomax / PV 25 %
4.2.1 互补对称功率放大电路的引出
RS
C1+ Rb +
+VCC +C2
+
u+s
u-i Re
RL uo
-
-
甲类 共集 放大电路
射极跟随器作功率输出级 输出电阻小，负载能力强
PCM > 0.2 Pom
+
ui
U(BR)CEO > 2VCC
T2
+ RL uo
ICM > VCC / RL
VCC 2VCC - UCES
例 1： 已知：VCC = 24 V，RL = 8 ，忽略 UCES
求 Pom 以及此时的 PV、PT1， 并选管。
[解]
Pom
V
2 CC
2RL
242 28
36 (W)
第4章 功率放大电路
教学内容： 4.1 概述 4.2 互补对称功率放大电路 4.3 改进型OCL电路 *4.4 集成功放及其应用
第4章 功率放大电路
教学重点： 1. 功放电路的基本要求 2. OCL电路的结构原理 3. OCL电路的效率计算 4. 功放管的选择
4.1 概述
1.对功放电路性能的基本要求
选功T1率管U+C：E
例 2： 已知：VCC = 12 V，RL = 8 ，UCES=2V。
1）求 Pom 、η以及此时的 PV、PT1， 并选管
[解] 2）计算η=0.6时的Po
+VCC
(V U ) Pom
2
CC CES 6.25 (W) 2RL
PV= 2VCC (VCC-UCES ) / RL= 9.55 (W)