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模拟电子技术基础课件第八章功率放大电路

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《模拟电子技术》功率放大电路

《模拟电子技术》功率放大电路

负载RLopt 及此时的最大输出功率Pom 。
R2
+VCC (18V)
ui
R1
5kW
250kW
+A
uo1
io1
T1
• uo
T2
RL
- VCC (- 18V) 上页 下页
退出
模拟电子技术基础
（4）功放管T1 和T2的极限参数PCM、 ICM 和|U(BR)CEO|
应 选多大?
R2
+VCC (18V)
模拟电子技术基础
(4) 晶体管的耗散功率
令
+VCC
T1
iC1
iO
+
+
u_ i
T2
RL uO iC2 _
_VCC
上页 下页 退出
模拟电子技术基础
即当输出电压幅值为
晶体管的管耗最大 最大管耗为
每只管子的最大管耗为
+VCC
T1
iC1
iO
+
+
u_ i
T2
RL uO iC2 _
_VCC
上页 下页 退出
模拟电子技术基础
+
+ （2）电源对称
u_ i
T2
RL uO iC2 _
（3） T1、T2射极输出
_VCC
上页 下页 退出
模拟电子技术基础
1. 工作原理
设ui=Uimsin t
a. 当ui =0 时 UA =0
T1、T2截止 uO=0
静态功耗为零
+VCC
iC1 T1
iO
+
A
+
u_ i

《功率放大电路 》课件

《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。

模拟电子技术功率放大电路要点

模拟电子技术功率放大电路要点

集成电路
对于大功率放大，通常使用集成电路（IC） 。选择合适的IC型号，需要考虑其内部电路
结构、增益、带宽、散热性能等因素。
设计偏置电路和保护电路
要点一
偏置电路
为了使放大器在静态工作点上运行，需要设计偏置电路 。这通常包括设置基极和发射极的电压偏置，以确保晶 体管工作在饱和区。
要点二
保护电路
为了防止过电压、过电流等异常情况对晶体管和电路造 成损坏，需要设计保护电路。这可以包括过电压保护、 过电流保护和过热保护等措施。
进行测试
根据测试方程，进行实际测试。
分析结果
根据测试结果，分析电路的性能指 标。
波形法
观察信号波形
通过示波器等仪器观察信号波形。
分析波形参数
根据观察到的波形，分析信号的幅度、频率 等参数。
判断电路性能
分析产生波形的原因
根据波形参数，判断电路的性能指标。
根据观察到的波形，分析产生波形的原因。
04
功率放大电路的设计方法
设计输入和输出匹配电路
输入匹配电路
为了使输入信号能够有效地被放大并传输到晶体管，需 要设计输入匹配电路。这通常包括阻抗匹配和信号缓冲 等措施。
输出匹配电路
为了使输出信号能够有效地被负载吸收并转换为所需功 率，需要设计输出匹配电路。这通常包括阻抗匹配和信 号缓冲等措施。
05
功率放大电路的调试与测试
应用
甲类功率放大电路通常用于音频功率放大和射频功率放大等领域。
乙类功率放大电路
特点
乙类功率放大电路的晶体管仅在输入信号的半个周期内导通，晶体管静态工作点设置在负载线的上端或下端， 具有较高的效率。
应用
乙类功率放大电路常用于音频功率放大和射频功率放大等领域。

模拟电子技术第八章功率电路

模拟电子技术第八章功率电路
甲乙类：导通角大于180°， 失真大， 静态电流小 ，管 耗小，效率较高。，
乙类：导通角等于180°， 失真大，静态电流为零 ， 管耗小，效率高。 丙类：导通角小于180°
(1-6)
§8.1 功率放大电路
问题讨论:
射极输出器输出电阻低，带负载 能力强，可以用做功率放大器吗
Ic VCC /RL
VCC Rb
NPN
V1 V2
PNP + PNP
PNP
V2 V1
NPN + PNP
NPN
V1 V2
PNP + NPN
PNP
复合管（达林顿管）管型=前面的管管型
(1-23)
§8.1 功率放大电路
（2） 复合管组成的准互补对称输出级
R1 IC8
+VCC
RP
UB3 V3 V1
V5
R3
RE1
V6
RB1
V7
+ ui
+ RB2
降低Q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?
采用推挽输出电路，或互补对称射极输出器 (1-10)
§8.1 功率放大电路
二、互补对称功率放大电路
1.乙类互补对称功率放大电路
(1)电路结构
电路中采用两个晶 体管：NPN、PNP各一 支；两管特性一致。
+VCC T1
NPN型
电路还采用对称电 源：+VCC，-VCC。 ui
滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。
稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电 压uo的稳定。
(1-29)
§8.2 线性直流稳压电路

功率放大电路教学课件

功率放大电路教学课件

此时的效率为多少?
3、乙类功放的失真及电路改进
R1 T1
··
Vi R2
T2
+EC
RL
四、无输出变压器的功率放大器
1、互补对称式OTL电路
B
+
Vi
－
+EC T1 A+
T2 RL
电路工作之前，调节电路参数使 VA = VB = 1/2 EC
可变电阻
典型的实用电路
VBE扩大电路
+EC R3
T1
R1
+ +
准互补对称式OTL电路 复合管的结构形式
c
b
T1
T2
e
c
T2
b
T1
e
c b
e
c b
e
c
T2
b
T1
e
c
b T1
T2
e
β≈β1β2
c b
e
c b
e
rbe ≈rbe1+ β1rbe2
准互补对称式OTL电路
+ 放大器
Vi
－
+EC
T1
T2
+
+
T3
T4 RL Vo
－
# OTL电路的指标计算和乙类推挽功放完全 一样，只须将变压器耦合中的EC换成1/2EC。
效率η→ηmax 负载上的信号功率与电源提供的直流功率之比。
额定功率下的失真度
提高输出功率和减小失真是一对矛盾。在音频和视频设 备中，对失真度要求较高；在继电器的推动电路中，只要求输 出较大的功率。
3、功放的特点（与电压放大器相比）
工作原理相同 功能不同

模电 第8章 功率放大电路

模电 第8章 功率放大电路
iC/mA
功率三角形
Q` Q
60uA 40uA
60uA
Iom
ICQ t
Q
40uA 20uA
Q`` 20uA
Vo
m
vCE/V vCE/V
t
vCE/V
但是非线性失真会变严重 Vom
t
VCEQ
6
+VCC
(3) 如何提高输出功率(a)
Vom、Iom Po
+
2 CC
Rb
c b e RL T
Vom I om 1 Po = Vo I o Vom I om 2 2 2 1 VCC VCC , I Vommax ommax 2 RL 2
Rs
Ii + Vi –
+ Vi1 Ri1 –
Ro1
Ro2
Ro3
Io
+ –
+ Vs –
+ 放大电路 –
+ +
Ri2
AVO1Vi1 Vo1 Vi2
+ 放大电路 –
+ +
Ri3
AVO2Vi2 Vo2 Vi3
+ 放大电路 –
+ Vo –
RL
AVO3Vi3 Vo3
–
–
–
–
输入级—Ri 共集、共射
Ri 2个信号 相减
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象 几个特殊问题（主要研究对象）
Vom I om (3) 如何提高输出功率(a) Po = Vo I o 2 2
Vom、Iom Po
(3) 如何提高输出功率(b) Po = PV PT PT Po （即提高效率） 减小直流功率消耗减小PT

功率放大电路(模拟电子技术)


Po
Vo 2
2
.
1 RL
Vo 2 2RL
最大输出功率:
Pom
(Vom 2
)2
1 RL
4、直流电源供给的功率是多少？
PE PVC PVE
5、管耗是多少？ PT PE PO
6、效率是多少？ η Pom PE 100%
例题：电路参数如下，试计算最大输出功率T1管耗电流源
19
的损耗及效率，设T1的饱和电压VCES≈0.2V
令 vo Vom sin t 单个管子在半个周期内的管耗
PT1
=
1 2π
π
0 vCEiC
d( t)
1 2π
π 0
(VCC
vo
)
vo RL
d( t)
1 2π
π 0
(VCC
Vo
msint
)
Vo
msint
RL
d(
t)
1 2π
π
(VCCVom
sint
V2 om
sin2t )
d(
t)
0
RL
RL
1
工作状态小结 类别 工作点 波 形
甲类 较高
13
导通角 特点
无失真
360
效率低
乙类 最低
180 失真大 效率最高
甲乙类 较低
180 — 失真较大
360
效率较高
功率放大电路提高效率的主要途径:
降低静态功耗，即减小静态电流。
（4）功率放大电路的性能指标
14
p • 输出功率
： o
PO
V0I0
Vo2 RL
Pom
Vom 2
2

模拟电电子技术基础第8章(第四版)童诗白 华成英


2. RC串并联选频网络的选频特性
FV 32 ( 1
模拟电子技术基础
0 2 ) 0
(
f arctg
RC
0 ) 0
3
当 0 1 或 f f0 幅频响应有最大值
FVmax 1 3
1 2RC
相频响应
f 0
模拟电子技术基础
Rds 1k
模拟电子技术基础
桥式振荡电路如图所示， 设A为理想运放， （1）标出A的极性 （2）场效应管的作用 是什么？其d、s 间的等效电阻的 最大值为多少？ （3）电路的振荡频率为 多少？
1 1 f 6 3 1061Hz 2 RC 2 0.003 10 50 10
1. 单门限电压比较器 特点：
开环，虚短和虚断不成立 增益A0大于105
vI
模拟电子技术基础
+VCC + A -VEE vO
VEE vO VCC
运算放大器工作在非线性状态下
8.2 电压比较器
1. 单门限电压比较器
（1）过零比较器
vI
模拟电子技术基础
+VCC + A -VEE vO
假设 V
1. 单门限电压比较器 （2）门限电压不为零的比较器 电压传输特性
vO VOH
模拟电子技术基础
+VCC vI + VREF A -VEE vO
O VOL
VREF
vI
输入为正负对称的正弦波 时，输出波形如图所示。
模拟电子技术基础
模拟电子技术基础
分析任务及方法
求传输特性 方向
输出电平VOH 、VOL
又，放大器为反相比例电路 a = 180° 所以: a + f = 360°或0°

Chp8-功率放大电路-电路与模拟电子技术基础教程-龙胜春-清华大学出版社

零
8 功率放大电路(8.1 功率放大器的特点及分类)
互补对称B类功率放大器存在的问题
+VCC
ui在0.7V之间时，两个三极管都不导通，负载电流为0
T1 iE1
在正、负半周交替过零处
+ ui
iE2
iL+
T2 RL uo
会出现一种非线性失真， 称为交越失真。
—
iC2
—
-VCC
学习内容
CONTENTS
1
直流电路分析的各种方法
电
2
交流电路相量分析法
路
3
半导体器件工作原理
模
拟
4
分立元件放大电路
电
5
集成运算放大器
子 技
6
直流电源
术
8 功率放大电路
8.1 功率放大器的特点及分类
功率放大器简称功放，其作用是作为放大电路的输出级，以驱动 执行机构，如扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。
例如：扩音系统
信
电
功
号
压
率
采
放
放
集
大
大
执行 机构
别
睡
啦
8 功率放大电路(8.1 功率放大器的特点及分类)
(1) 功率放大器的特点
输出功率大
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。管子工作在接近极限状态， 是大信号工作状态，应采用图解法。
非线性失真要尽可能小 最后一级放大电路处于大电流大电压状态，失真不可避免。
iC2
—
-VCC
8 功率放大电路(8.1 功率放大器的特点及分类)
互补对称B类功率放大器工作原理

模拟电子技术基础课件——功率放大电路


RL
Pom VCC UCES
PV 4 VCC
若忽略UCES：
PV 2 VCC 2
RL
78.5%
4
四、 OCL电路中晶体管的选择 一、最大管压降
uCE max 2VCC UCES
UCE max 2VCC
二、集电极最大电流
I C max
I E max
VCC UCES RL
78.5%
4
两种互补功率放大电路性能指标的比较：
OCL电路
Pom
U
2 om
(VCC
UCES )2
RL
2RL
OTL电路
Pom
U
2 om
(1 VCC 2
UCES )2
RL
2RL
Pom
U
2 om
V2 CC
RL 2RL
Pom
U
2 om
V2 CC
RL 8RL
78.5%
4
78.5%
4
略大于T1管和T2管 开启电压之和。两 只管子均处于微导 通状态。
通过调节R2使UE为 VCC/2，即电容电压 为VCC/2 。
ic1 ic2 iL 0
二、工作原理
动态： D1、D2的动态电阻很小， R2的阻值也较小。
uB1 uB2 ui
ui处在正半波:
ui 0
uBE1
uBE2
iC1 iE1 iC2 iE2
动态： D1、D2的动态电阻很小， R2的阻值也较小。
uB1 uB2 ui
ui处在正半波:
ui 0
uBE1
uBE2
iC1 iE1 iC2 iE2
iL iE1
uO ui
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模拟电子技术基础课件 第八章功率放大电路
2020/11/20
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.1 功率放大电路的一般问题
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象 2. 功率放大电路提高效率的主要途径
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象
(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
end 模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
简化电路
带电流源详图的电路图
特点：电压增益近似为1，电流增益很大，可获得较大的功
率增益，输出电阻小，带负载能力强。
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
电压与输入电压的关系
设T1的饱和压VCES≈0.2V vO正向振幅最大值
8.3.2 分析计算
3. 电源供给的功率PV
当
4. 效率
当
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.3.3 功率BJT的选择
1. 最大管耗和最大输出功率的关系
因为
当
≈0.6VCC 时具有最大管耗
≈0.2Pom
选管依据之一
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.3.3 功率BJT的选择
功率与输出幅 度的关系 2. 功率BJT的选择
（自学）
end 模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.4 甲乙类互补对称功率 放大电路
8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路 8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路
乙类互补对称电路存在的问题
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压 和电流。管子工作在接近极限状态。
一般直接驱动负载，带载能力要强。
(2) 要解决的问题 ➢ 提高效率 ➢ 减小失真
➢ 管子的保护
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
2. 功率放大电路提高效率的主要途径
➢ 降低静态功耗，即减小静态电流。 四种工作状态
根据正弦信号整个周期内 三极管的导通情况划分 甲类：一个周期内均导通 乙类：导通角等于180° 甲乙类：导通角大于180° 丙类：导通角小于180°
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.3.1 电路组成
1. 电路组成
由一对NPN、PNP特性相同的 互补三极管组成，采用正、负双 电源供电。这种电路也称为OCL 互补功率放大电路。
2. 工作原理
两个三极管在信号正、负 半周轮流导通，使负载得到 一个完整的波形。
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.3.2 分析计算
图解分析
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.3.2 分析计算
1. 最大不失真输出功率Pomax
忽略VCES时 实际输出功率
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.3.2 分析计算
2. 管耗PT 单个管子在半个周期内的管耗
两管管耗
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
vO负向振幅最大值 若T1首先截止
若T3首先出现饱和
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
当
VBIAS=0.6V 放大器的效率
效率低
end 模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.3 乙类双电源互补对称 功率放大电路
8.3.1 电路组成 8.3.2 分析计算 8.3.3 功率BJT的选择
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路
静态时，偏置电路使 VK＝VC≈VCC/2（电容C充电达到 稳态）。
当有信号vi时 负半周T1导通，有电流通过负载 RL，同时向C充电 正半周T2导通，则已充电的电容 C通过负载RL放电。 只要满足RLC >>T信，电容C就 可充当原来的－VCC。 计算Po、PT、PV和PTm的公式 必须加以修正，以VCC/2代替原 来公式中的VCC。
8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路
1. 静态偏置
设T3已有合适 的静态工作点
可克服交越失真
2. 动态工作情况
二极管等效为恒压模型
交流相当于短路
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路
VBE4可认为是定值 R1、R2不变时，VCE4也 是定值，可看作是一个直流 电源。
end 模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/20
模拟电子技术基础课件第八章功率放 大电路