第9章功率放大电路

功率放大电路工作原理功率放大电路是电子设备中常见的一种电路，它能够将输入信号的功率放大到更大的输出功率，从而驱动负载实现相应的功能。

在现代电子产品中，功率放大电路被广泛应用于音频放大、射频放大、功率放大等领域。

本文将介绍功率放大电路的工作原理，以便读者能够更好地理解和应用功率放大电路。

功率放大电路的工作原理主要包括输入信号放大、功率放大和输出负载驱动三个方面。

首先，输入信号放大是功率放大电路的基本功能之一。

当输入信号进入功率放大电路时，经过放大器的放大作用，输入信号的幅值会得到增大，从而实现对输入信号的放大处理。

而放大器的放大倍数则取决于放大器本身的增益特性，通常通过调节放大器的电路参数来实现不同的放大倍数。

其次，功率放大是功率放大电路的核心功能之一。

在输入信号经过放大器放大后，功率放大电路会将输入信号的功率放大到更大的输出功率。

这通常通过功率放大器来实现，功率放大器能够将输入信号的电压和电流进行放大，从而实现对输入信号功率的放大。

在功率放大的过程中，需要注意功率放大器的工作状态和输出功率的稳定性，以确保输出信号的质量和稳定性。

最后，输出负载驱动是功率放大电路的另一个重要功能。

在输出信号经过功率放大后，需要通过输出负载来驱动相应的负载，实现对负载的驱动和控制。

输出负载通常是电阻、电容、电感等元件，通过合理设计输出负载电路，可以实现对负载的匹配和驱动，从而实现对输出信号的有效控制和传输。

总的来说，功率放大电路的工作原理是通过输入信号放大、功率放大和输出负载驱动三个方面的功能实现对输入信号的处理和输出功率的放大。

在实际应用中，需要根据具体的需求和电路设计要求来选择合适的功率放大电路，并合理设计电路参数和工作状态，以实现对输入信号的有效放大和输出功率的稳定控制。

希望通过本文的介绍，读者能够更好地理解和应用功率放大电路，为相关领域的电子设备设计和应用提供参考和帮助。

- 43 -第9章 基本放大电路放大是模拟电路最重要的一种功能。

本章所要介绍的基本放大电路几乎是所有模拟集成电路的基本单元。

工程上的各类放大电路都是由若干基本放大电路组合而成的，其中第一级称为输入级，最后一级称为输出级，其余各级为中间级。

9.1 放大电路的工作原理放大电路或称为放大器，其作用是把微弱的电信号、电压、电流、功率放大到所需要的量级，而且输出信号的功率要比输入信号的功率大，输出信号的波形要与输入信号的波形相同。

现以晶体管共射极接法的电路为例来说明放大电路的工作原理。

输入信号按波形不同可分为直流信号与交流信号两种。

由于正弦信号是一种基本信号，在对电路进行性能分析与测试时，常以它作为输入信号。

因此，也以正弦信号作为输入信号来说明放大电路的工作原理。

在输入端与输出端分别接有电容C 1、C 2，它们起着传递信号，隔离直流的作用，电容C 1、C 2称为输入和输出耦合电容或隔直电容。

由于耦合作用要求电容的容抗值很小，一般为几微法至几百微法，因而需要采用有极性的电解电容器。

输入端未加输入信号时，放大电路的工作状态称为静态。

这时U CC 提供了直流偏置电流。

由于电容的隔直作用，输入端和输出端不会有电压与电流。

可见，静态时，除了输入端与输出端外，晶体管各极电压与电流都是直流，其波形如图9-1各波形中的虚线所示。

输入端加上输入信号时，放大电路的工作状态称为动态。

交流输入信号u i 通过C 1耦合到晶体管的发射结两端，使发射结电压u BE 以静态值U BE 为基准上下波动，但方向不变，即u BE 始终大于零，发射结保持正向偏置，晶体管始终处于放大状态。

这时的发射结电压u BE ＝U BE ＋u be 。

忽略C 1上的交流电压降，则u be ＝u i 。

发射结电压的变化会引起各极电流的相应变化，而且它们都会有一个静态直流分量和一个交流信号分量，其波形如图9-1所示。

i C 的变化引起R C i C 的相应变化。

第9章 功率放大电路自测题一、选择合适的答案填入括号内。

(1)功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，输出基本不失真情况下，负载上可获得的最大( A )。

A.交流功率B.直流功率C.平均功率(2)功率放大电路的转换效率是指( B )。

A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比；B.最大输出功率与电源提供的平均功率之比；C.晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比。

(3) 在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有( BDE )。

A ．βB ．I CMC ．I CBOD ．U CEOE ．P CMF ．f T(4) 若图T9.1所示电路中晶体管饱和管压降的数值为CES U ，则最大输出功率P OM =( C )。

A.2()2CC CES LV U R - B.21()2CC CES L V U R - C.21()22CC CES L V U R -图T9.1 图T9.2二、电路如图T9.2 所示，已知T l 和T 2的饱和管压降2CES U V =，直流功耗可忽略不计。

回答下列问题：(1)R 3、R 4 和T 3的作用是什么？(2)负载上可能获得的最大输出功率P om 和电路的转换效率η各为多少？(3)设最大输入电压的有效值为1V 。

为了使电路的最大不失真输出电压的峰值达到16V ，电阻R 6至少应取多少千欧？解：(1)消除交越失真。

(2)最大输出功率和效率分别为：2()162CC CES omLV U P W R -==, 69.8%4CC CES CC V U V πη-=⋅≈ (3)由题意知，电压放大倍数为：61111.3u R A R =+≥== ∴61(11.31)10.3R R k ≥-=Ω习题9.1判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果。

(1)在功率放大电路中，输出功率越大，功放管的功耗越大。

( × )(2)功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率。

模电第四版习题解答 YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。

(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。

( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。

( ×)(3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。

( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。

( ×)(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R大的特点。

( √)GSU大于零，则其输入电阻会明显变小。

(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS( ×)二、选择正确答案填入空内。

(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。

A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。

A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。

A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。

第九章低频功率放大电路一个实用的放大器通常含有三个部分：输入级、中间级及输出级，其任务各不相同。

一般地说，输入级与信号源相连，因此，要求输入级的输入电阻大，噪声低，共模抑制能力强，阻抗匹配等；中间级主要完成电压放大任务，以输出足够大的电压；输出级主要要求向负载提供足够大的功率，以便推动如扬声器、电动机之类的功率负载。

功率放大电路的主要任务是：放大信号功率。

9.1 低频功率放大电路概述9.1.1 分类功率放大电路按放大信号的频率，可分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。

前者用于放大音频范围（几十赫兹到几十千赫兹）的信号，后者用于放大射频范围（几百千赫兹到几十兆赫兹）的信号。

功率放大电路按其晶体管导通时间的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等四种。

乙类功率放大电路的特征是在输入信号的整个周期内，晶体管仅在半个周期内导通，有电流通过；甲乙类功率放大电路的特征是在输入信号周期内，管子导通时间大于半周而小于全周；丙类功率放大电路的特征是管子导通时间小于半个周期。

9.1.2 功率放大器的特点功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率，故功率放大器应具有以下三个主要特点：1.输出功率要足够大功率放大电路的任务是推动负载，因此功率放大电路的重要指标是输出功率，而不是电压放大倍数。

2.效率要高效率定义为：输出信号功率与直流电源供给频率之比。

放大电路的实质就是能量转换电路，因此它就存在着转换效率。

3.非线形失真要小功率放大电路工作在大信号的情况时，非线性失真时必须考虑的问题。

因此，功率放大电路不能用小信号的等效电路进行分析，而只能用图解法进行分析。

9.1.3 提高输出功率的办法1.提高电源电压选用耐压高、容许工作电流和耗散功率大的器件。

2.改善器件的散热条件直流电源提供的功率，有相当多的部分消耗在放大器件上，使器件的温度升高，如果器件的热量及时散热后，则输出功率可以提高很多。

9.1.4 提高效率的方法1.改变功放管的工作状态在乙类功率放大电路中，功放管静态电流几乎为零，因此直流电源功率为零。

功率放大电路工作原理功率放大电路是指能够将输入信号的功率放大的电路。

在现代电子设备中，功率放大电路被广泛应用于音频放大、射频放大等领域。

本文将介绍功率放大电路的工作原理，帮助读者更好地理解其工作原理。

首先，功率放大电路的基本结构包括输入端、输出端和放大器。

输入端接收输入信号，经过放大器放大后，输出到输出端。

放大器是功率放大电路的核心部件，它能够将输入信号的功率放大到一定的水平，以满足实际应用的需求。

在功率放大电路中，放大器通常采用晶体管、场效应管等器件。

这些器件能够根据输入信号的变化，控制电流或电压的变化，从而实现对输入信号的放大。

在放大器中，通常还会加入负载电阻、耦合电容等元件，以提高放大器的稳定性和线性度。

功率放大电路的工作原理可以通过以下步骤来解释，首先，输入信号经过输入端进入放大器，放大器根据输入信号的变化，控制输出端的电流或电压变化；其次，输出端的信号经过负载电阻等元件，最终输出到外部电路。

在这个过程中，放大器起到了将输入信号功率放大的作用。

在实际应用中，功率放大电路通常需要满足一定的性能要求，比如输出功率、频率响应、失真度等。

为了实现这些性能要求，设计功率放大电路需要考虑放大器的工作点、负载匹配、反馈电路等因素。

通过合理的设计，可以使功率放大电路达到较好的性能指标。

除了单级功率放大电路外，还有级联放大、并联放大等多种功率放大电路结构。

这些结构能够根据实际应用的需求，灵活地组合使用，以满足不同的功率放大要求。

总的来说，功率放大电路是现代电子设备中不可或缺的部分，它能够将输入信号的功率放大到一定水平，满足实际应用的需求。

通过合理的设计和优化，可以使功率放大电路达到较好的性能指标，为各种电子设备的正常工作提供保障。

综上所述，功率放大电路的工作原理是基于放大器对输入信号功率的放大，通过合理的设计和优化，能够实现对输入信号的有效放大，满足实际应用的需求。

希望本文能够帮助读者更好地理解功率放大电路的工作原理，为相关领域的研究和应用提供参考。