第4章功率放大器
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思考与练习答案第1章半导体器件一、填空题1.过热烧毁击穿2.单向导电性3.放大区截止区饱和区放大区4.发射结集电结放大区截止区饱和区5.100 2.5mA6.正偏反偏7.几~几十1.5〜3V8.光电反偏9.放大10.100 4mA11.集电极发射极12.⑴集电基发射(2)50 ⑶PNP13.电压电场效应14.结绝缘栅15.源极漏极16.控制极触发P N栅极反向维持二、选择题1. B2.B3.B A4.B5.C6.C7.A8. B9. B 10. B 11.B 12.C A B三、综合题1.图(a)“Ao = 6V;图(b)”Ao = 0V;图(C)U A0=12V;图(d)U A0=-6V2,两只稳压值不等的稳压管串联使用,有4种接法,结果分别为13. 5V、6. 7V、8. 2V、1.4V;两只稳压值不等的稳压管并联使用,有4种接法,只是得到的稳压值只有两种,结果为6V 和0. 7V;四、实训题1.答:⑴黑笔接的是万用表内部电源的正极,红笔接的是万用表内部电源的负极。
在万用表测得的阻值小的情况下,说明此时二极管外加的电压是正向电压(正向偏置),所以黑笔(电源正极)接的是二极管的正极,红笔接的是二极管的负极。
⑵若将红、黑笔对调后,万用表指示的方向与⑴相反,即阻值很大,近似为无穷大。
(3)如正向、反向电阻值均为无穷大,二极管内部为断路。
(4)如正向、反向电阻值均为零,二极管内部短路。
(5)如正向和反向电阻值接近,说明此时二极管已不具有单向导电的性能。
2.答:⑴基极 (2)基极NPN 型PNP 型第2章 三极管放大电路一、填空题1.静态 Q /BQ /CQ U BEQ U CEQ2.动态 输入信号 电源直流交流3.不失真地放大输入信号4.开路 短路 短路5.基极 射极 集电极6.相反7,同 减小 低提高8.截止失真减小饱和失真增大输入信号过大 9.截止饱和R B10.集电 共集电极11. 1电压 电流和功率 相同 12.共射组态 共集组态 共射组态 13.阻容耦合 变压器耦合直接耦合14.减小增大 15. 30 P A 3mA16. (1) 48u A,2.4mA, 5.2V,放大(2) 1000uA,50mA, 0V,饱和 (3) 10 V, 截止二、选择题1. C2. B3.B4. B5. A C6. C四、实训题 1.答:用万用表测量静态工作点/CQ 时,应选择万用表的电流挡位(具体挡位应根据被测电 路的参数来选择),将万用表串联接在电路中。
第四章 功率放大电路1.如图所示OCL 功放电路。
已知V CC =18V ,R L =16Ω,R 1=10k Ω,R f =150k Ω,运放最大输出电流为±25mA ,T 1、T 2管饱和压降V CES =2V 。
试回答下列问题:(1)若输出信号出现交越失真,电路应如何调整方可消除?(2)为使负载R L 上获最大的不失真输出电压,输入信号的幅度V im 为多少?(3)试计算负载R L 上最大的不失真输出功率P omax ,电路的效率η。
解 (1)若输出信号出现交越失真,通常可调整图中R 3电阻使其阻值适当加大,注意不可过大,否则会造成T 1、T 2的过流甚至烧毁。
(2)输入信号幅度V im 应满足V im ≤v om A V 式中V om 由图可得 V om =V CC -V CES =16V 而电压放大倍数A v 为 A v =(R 1+ R f )/ R 1=16 因此 V im ≤(16V/16)=1V(3)R L 上最大的不失真输出功率P omaxP omax =8]2/)[(2=-LCES CC R V V W 电路的效率η=V o P P max 式中P V 为电源的总功率,其值为 P V =5.112=Lom CC R V V πW 所以η= 8/11.5= 70% 2.在乙类互补对称功率放大器中,因晶体管输入特性的非线性而引起的失真叫做 。
解: 交越失真3.在功率放大电路中,甲类放大电路是指放大管的导通角等于 ,乙类放大电路是指放大管的导通角等于 ,甲乙类放大电路是指放大管的导通角等于 。
解:360° 180° 大于180°而小于360°4.有一OTL 电路,其电源电压V CC =16V ,R L =8Ω。
在理想情况下,可得到最大输出功率为 W 。
解:4W5.乙类互补功率放大电路的效率较高,在理想情况下其数值可达 ,但这种电路会产生一种被称为 失真的特有非线性失真现象。
功率放大器的原理
功率放大器是一种电子设备,它的作用是将输入信号的功率增大到更高的水平。
功率放大器的原理基于三个关键要素:输入信号,放大元件和负载。
首先,输入信号是功率放大器的输入,它可以是电压信号或电流信号。
输入信号的功率通常较低,需要经过放大才能达到所需的功率水平。
其次,放大元件是实现功率放大的关键部分。
常见的放大元件包括晶体管和场效应晶体管。
放大元件的工作原理是通过控制输入信号的增大或减小,从而使输出信号的功率增加。
最后,负载是功率放大器输出端的电阻或负载。
负载是功率放大器的目标,它需要接收到足够的功率。
负载的大小和类型取决于应用的需求。
整个功率放大器的工作过程如下:输入信号经过放大元件,放大元件将输入信号的功率增加到所需的水平,然后输出到负载。
为了保证功率放大器的稳定性和性能,还需要考虑输入输出的匹配、功率损耗等因素。
总之,功率放大器利用放大元件将输入信号的功率增大到所需的水平,并输出到负载。
它在各种电子设备中起到重要作用,如音频放大器、射频放大器等。
第四章 高频功率放大器4-1)若非线性特性用折线近似表示,如题图4-1所示,,/10,1V mA g V V bz ==偏压,2V V bb -=激励电压V U 2.5=。
求电流i 的各个分量幅度.,,210I I I 若要加大1I ,应怎样改动U V bb 和?【解】 (1) )c o s(bz bb V wt U V g i -+=当 ,,0Φ==wt i 即 0)cos (=-Φ+bz bb V U V g故552.5)2(1cos cos 11=--=-=Φ--U V V bb bz又 I i wt ==,0故mA I a I mAI a I mA I a I a I mA V V mA V U V g I m m m m bZ bb m 622273.0)55(05.822366.0)55(4.422201.0)55()(22)12.52(/10)(2211000=⨯===⨯===⨯==Φ==-+-∙=-+=(2)因m I a I )(11Φ=要 ,1↑I 应 .,)(1↑↑Φm I a 要使,)(1↑Φa 在 120<Φ时,应增加Φ,即减小b b V;要使,↑m I 应增大U 。
4-2)题图4-2所示为晶体管转移特性,用它作二倍频器,为了使c i 中的二次谐波的成分最大,bb V 应如何选取?(bb V 是直流偏压,设U V bz ,均固定不变)。
【解】 因U V V bbbz -=ϕcos当60=ϕ时,二次谐波分量最大,而,2160cos =故有U V V bbbz -=21,即UV V bz bb 21-= 4-3)某谐振高频功率放大器原理如题图4-3所示,已知信号电压为.cos t w U u s s =假设0f 远小于晶体管的特征频率T f ,负载回路为谐振于0ω的高Q 回路,试画出cc c c b bc u u i i u ,,,,的波形示意图(要求各波形图的时间轴对齐)。
思考题与习题4.1 按照电流导通角θ来分类,θ=180度的高频功率放大器称为甲类功放,θ>90度的高频功放称为甲乙类功放,θ=90度的高频功率放大器称为乙类功放,θ<90度的高频功放称为丙类功放。
4.2 高频功率放大器一般采用LC谐振回路作为负载,属丙类功率放大器。
其电流导通角θ<90度。
兼顾效率和输出功率,高频功放的最佳导通角θ= 60~70 。
高频功率放大器的两个重要性能指标为电源电压提供的直流功率、交流输出功率。
4.3 高频功率放大器通常工作于丙类状态,因此晶体管为非线性器件,常用图解法进行分析,常用的曲线除晶体管输入特性曲线,还有输出特性曲线和转移特性曲线。
4.4 若高频功率放大器的输入电压为余弦波信号,则功率三极管的集电极、基极、发射极电流均是余弦信号脉冲,放大器输出电压为余弦波信号形式的信号。
4.5 高频功放的动态特性曲线是斜率为1-的一条曲线。
R∑υ对应的静态特性曲线的交点位于放大区就4.6对高频功放而言,如果动态特性曲线和BEmaxυ称为欠压工作状态;交点位于饱和区就称为过压工作状态;动态特性曲线、BEmax 对应的静态特性曲线及临界饱和线交于一点就称为临界工作状态。
V由大到小变化时,4.7在保持其它参数不变的情况下,高频功率放大器的基级电源电压BB功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。
高频功放的集电极V(其他参数不变)由小到大变化时,功放的工作状态由过压状态到电源电压CCV(其它参数不变)由小临界状态到欠压状态变化。
高频功放的输入信号幅度bm到大变化,功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。
4.8 丙类功放在欠压工作状态相当于一个恒流源;而在过压工作状态相当于一个恒压源。
集电极调幅电路的高频功放应工作在过压工作状态,而基级调幅电路的高频功放应工作在欠压工作状态。
发射机末级通常是高频功放,此功放工作在临界工作状态。
4.9 高频功率放大器在过压工作状态时输出功率最大,在弱过压工作状态时效率最高。
第四章答案模拟集成电路基础1.什么是功率放大器?与一般电压放大器相比,对功率放大器有何特殊要求?主要用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路,简称功放。
功率放大电路的主要任务是获得一定的不失真或较小失真的输出功率,因此输出的电压、电流均较大,其值一般接近于功率三极管(以后简称功率管)的使用极限值。
功率放大电路中讨论的主要性能指标是输出信号的功率、功率放大电路的效率、三极管的功率损耗以及非线性失真等。
2.功率放大电路有哪些特点?(1).输出功率为交流功率(2).要求输出功率尽可能大(3).效率要高(4).减小非线性失真(5).功率管要注意散热与保护(6). 由于信号幅值大,对于功率放大器的分析,采用图解分析法。
3.什么是甲类放大?分析甲类放大效率低的原因及解决办法。
三极管在信号的整个周期内都处于导通状态,即导通角θ=360˚,这种工作方式通常称为甲类放大。
在甲类放大电路中,电源始终不断地输送功率,在没有信号输入时,也有静态偏置电流通过,这些功率全部消耗在三极管和电阻上,使三极管发热,并转化为热量的形式耗散出去,因此静态功耗大、效率低。
要提高效率,就必须降低静态工作点,增大功率三角形的面积,但会带来信号失真,可以通过两个三级管共同工作的乙类放大提高功放效率。
4.功率放大器电路中的三极管有哪几种工作状态,它们的导通角分别是多少?画出各种状态下的静态工作点以及与之相应的工作波形。
(1)甲类放大,导通角θ=360˚;(2)甲乙类放大导通角180˚<θ<360˚(3)乙类放大导通角θ=180˚。
(a)甲类放大在一周期内i c>0 (b)甲乙类放大在一周期内有(c)乙类放大在一周期内半个周期以上i c>0 只有半个周期i c>05.在题图4-1所示电路中,设BJT的β=100,V CC=12V,V CES=0.5V,R L=8Ω,输入信号v i为正弦波。
(1)说明该电路功率放大的类型?(2)计算电路可能达到的最大不失真输出功率P OM。
功率放大器工作原理
功率放大器是一种电子设备,其工作原理是将输入信号的功率放大到更大的输出功率。
当输入信号通过输入端进入放大器时,放大器中的晶体管或管子会放大输入信号的电压或电流。
放大后的信号通过输出端输出,输出的功率较输入端的功率大很多。
具体来说,功率放大器通常采用直流供电来提供放大所需的电源电压。
输入信号可以是电压信号或者电流信号,也可以是经过调制的信号,如音频信号、射频信号等。
放大器中的晶体管或管子将输入信号放大,由于放大器有一个增益,所以输出信号的功率会比输入信号大很多。
在功率放大器中,通常会采用负反馈来控制放大的增益,使得输出信号更加稳定和可靠。
负反馈可以通过将一部分输出信号与输入信号相比较,然后将差值放大后送回放大器的输入端来实现。
通过调整负反馈的比例,可以控制放大器的增益和稳定性。
功率放大器通常有不同的类型,包括A类、B类、AB类等。
每种类型的功率放大器在工作原理上有所不同,但都可以用来放大输入信号的功率。
总之,功率放大器的工作原理是通过放大器内部的放大元件将输入信号的功率放大到更大的输出功率。
这是通过调整电压或电流来实现的,并且通常使用负反馈来提高放大器的性能。