(64)乙类互补推挽功率放大电路共16页PPT资料

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8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路
电容C两端电压VC基本不变 动态工作情况：
又称为OCL电路
又称为OTL电路 电容C充当负电源作用，
静态要求VK
VCC 2
越大越好。
则 调 整 ：VA
VCC 2
Push
静态VK 0
利用二极管进行偏置的互补 对称电路(图中T3管的偏置未画出)
Pull
单电源互补对称电路 (又叫OTL电路 )
R2 R1 R2
VCE4
VBE4
VCE4
R1 R2 R2
VB E4
5
8 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
问题1: 功率放大与电压放大 • 多级电压放大输出级 • 功率放大
2. 功率放大电路提高效率的主要途径
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
8 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
问题1: 功率放大与电压放大 • 多级电压放大输出级 • 功率放大
2. 功率放大电路提高效率的主要途径
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
问题2: 功率放大的特殊问题与解决思路 • 如何提高输出功率 • 如何提高效率
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
问题4: 功率放大的性能分析计算
输出功率
Po
Vom2 2 RL
效率
=
Po PV
=
Po Po PT
管耗
PT
2 (VCCVom Vom2 )
RL
4
Vom 4 VCC

R4
+ VCC T1
T3
+
RL T2
uo _
_VCC
R2
+ ui R3 _
R4
+ VCC T1
T3
+
RL T2
uo _
_VCC
9.2 互补推挽功率放大电路
由于流入T3基极的电流远小于流 过电阻R2和R3的电流，T3的UBE3
R1
基本不变。
R2
U B1B2
UBE3(1
R2 R3
)
调节电阻R2即可改变两个管子 T1和T2发射结的偏置电压。
+ ui R3 _
+
多，所以认为T1和T2的基极 ui
T1
交流电位相等，两只管子在 _ D1
信号过零点附近同时导通，
D2
使输出电流波形接近于正弦 波，克服了交越失真。
T2 RC
+VCC iC1
io +
RL uo
iC2
_
_VCC
9.2 互补推挽功率放大电路
(2) 利用扩大电路实现偏置的
甲乙类互补推挽功率放大电路
R1
晶体管T3、电阻R2和R3 组成UBE3扩大电路。
9.2 互补推挽功率放大电路
2 . 甲乙类互补推挽功率放大电路 RE
(1) 利用二极管提供偏压的甲
T3
乙类互补推挽功率放大电路 +
ui
T1
_ D1
在电压放大级T3的集电极 加了两只二极管D1和D2。
D2
T2 RC
+VCC iC1
io +
RL uo
iC2
_
_VCC
9.2 互补推挽功率放大电路

乙类双电源互补对称功率放大 电路
乙类双电源互补对称功率放 大电路
电路组成 分析计算 功率BJT的选择
射极输出器——甲类放大的实例
当 VCC VEE 15V IBiAS 1.85A RL 8 vI VBiAS vi VBIAS
放大器的效率 η Pom (PVC PVE )100% 24.7% 效率低
1
PT1 = 2π
π
0 (VCC
vo )
vo RL
d (
t)
1 2π
π 0
(VCC
Vomsi
nt
)
Vo
msint
RL
d( t)1ຫໍສະໝຸດ 2ππ(VCCVo m
sint
V2 om
sin2t )
d(
t)
0
RL
RL
1 (VCCVom Vom2 )
RL π
4
两管管耗
PT = PT1 PT2
2 (VCCVom
7.2 甲类放大的实例
如何解决效率低的问题？
办法：降低Q点。 缺点：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
互补对称射极输出电路。
7.2 甲类放大的实例
互补对称： 电路中采用两支晶
互补对称功放的类型
体管，NPN、PNP 类型：
各一支；两管特性
一致。
无输出变压器形式 无输出电容形式
图解分析
7.3.2 分析计算
动
1. 最大不失真输出功率Pomax
画
(VCC VCES )2
Pomax =
2 RL
(VCC VCES )2 2 RL
忽略VCES时
Pomax
VCC2 2 RL

2. 过流保护电路 (1) 电路：T1、T2 ：保护管，R1、R2 ：取样电阻。 (2) 原理 ：以保护管 T1 为例 正常时，VR1 < VBE1(on)，T1 截止， 不起保护作用。 异常时，VR1 > VBE1(on)，T1导 通，分流 i1 , 限制 T3 管的输出电流， 起到了限流保护作用。 T2 对 T4 的限流保护作用同上。 五、输入激励电路 1. 必要性 互补功放, 功率管为射随器，Av < 1。若要求输出最大 信号功率，则要求激励级提供振幅接近电源电压的推动电 压(单电源为1/2VCC)。
乙类推挽电路时，两管的合成传输特性
(2) 解决途径 输入端两管适当正偏，使其工作在甲乙类。 由传输特性图可见：只要 VBB 取值合适，上下两路传输 特性起始段的弯曲部分就可相互补偿，合成传输特性趋近于 直线，在输入正弦电压激励下，得到不失真的输出电压。
(3) 常用电路 ① 二极管偏置电路 ② vBE 倍增电路 2. 二极管偏置电路 电路：IC中，偏置二极管由三极管取代，如图 (b)、(c)
作业：1-14，1-16，1-17
式中，VBE3 = VT ln(IE3 / IS) VT ln(IR / IS)
R2 R1 VBE3 VBB VBB VBE3 (1 ) R1 R2 R2
上式表明：偏置电路提供的偏置电压 VBB 是 VBE3 的倍 增值，且其值受 R1 和 R2 控制，故称为 VBE 倍增电路。 (3) 具有热补偿：Ｔ℃↑ → ICQ →VBE3→VBB → ICQ
2. 电路 T3 : 输入激励级， T3 的直流负载R(忽略T1 T2)基流，直流负载线为 (b)Ⅰ。 3. 影响输出振幅的因素 交流负载r R//ri < R ,交流负载线(b)Ⅱ所示。故 T3 管最 大输出电压振幅减小，小于 VCC/2。 若使 r > R，则交流负载线如图(b)Ⅲ，输出信号电压振 幅可接近 VCC/2。 4. 改进电路 (1) 电流源构成有源负载放大器，直流电阻小，交流电 阻大。

8.3.3 功率BJT的选择
最大管耗及与输出功率的关系
T1管的管耗为
PT1
1 RL
VCCVom π
Vo2m 4
最大管耗可用求极值的方法求解。因此有
dPT1 1 VCC Vom dVom RL π 2
令 dPT1
/ dVom 0
则得
Vom
2VCC π
PT1max
1 RL
2 π
VC2C
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
问题2: 功率放大的特殊问题与解决思路 • 如何提高输出功率 • 如何提高效率
✓ 8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路
• 甲类乙类甲乙类
8.3.1 电路组成 8.3.2 分析计算
问题3: 功率放大的电路结构 • 甲• 共类集:乙甲类类甲乙乙类类甲乙类
• 互补对称 • 乙类有交越失真
Po
Vom2 2 RL
效率
=
Po PV
=
Po Po PT
8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路
要点：只有1个电路－其电路结构：2个共集并联(互补对称)。 功放概念： 甲类乙类甲乙类
1
8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 乙类
8.3.1 电路组成
8.3.2 分析计算
8.3.3 功率BJT的选择
矛 甲类功放的理想效率小于50%
乙类B
vO
Av=1
PNP
NPN
vI
甲乙类AB
克服交越失真：给以微导通的偏置，克服死区电压
4
8 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
问题1: 功率放大与电压放大 • 多级电压放大输出级 • 功率放大

在 vom2Vcc0.6V 4cc 处，将Vom=0.64VCC代入PT表达
式，可得PTmax为：
PTma=x2V πCRC VLomV 2oRm L 2 2VCπC 0R .6LV 4CC(0.62R V 4L CC )2
2.5V 6CC 20.642VCC 2
2πRL
2RL
0.8Pomax0.4Pomax0.4Pomax
模拟电子技术基础
第十七讲
主讲 ：黄友锐
安徽理工大学电气工程系
.
1
17.1 概述 17.2 乙类互补功率放大电路 17.3 其它类型互补功率放大电路
.
2
17.1 概述
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的 的放大电路。为了获得大的输出功率，必须使
输出信号电压大； 输出信号电流大； 放大电路的输出电阻与负载匹配。
图17.03 交越失真
动画17-2 .
动画17-3
10
为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏 置，使之工作在甲乙类。此时的互补功率放大电 路如图17.04所示。
(a)利用二极管提供偏置电压 (b)利用三极管恒压源提供偏置
图17.04 甲乙类互补功率放大电路
.
11
（3）参数计算
1．最大不失真输出功率Pomax
对一只三极管
PTmax 0.2Pomax . 图17.05 乙类互补功放电路的管耗15
4．效率η
当Vom = VCC 时效率最大，η=π/4 =78.5％。
P oIoV m om
P V 2
2V C πIC om π 4V V C om C
.
16
(4) 大功率三极管输出特性曲线的分区
三使极用管和在一 安大样 全功确分 角率过V定有 度三(B损过的放还极R)耗过C电，大分管E区O电流超区有的所由压区过、输决集区是此饱出定电由由值和特。极c最，区性、功大β中、e间耗允将，截的P许明除止C击m集显了区所穿电下与外决电极降普，定压电。通从。流

微调R1和R2的比值，就可以得到满意的T1、T2管的偏压值。 调整R1、R2、T3参数，使R1和R2中间点的电位近似 为0。
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
甲乙类互补推挽功放
878/1.175.3甲乙类互补推挽功率放大电路
1. 乙类互补对称功率放大器存在问题
当输入信号Ui在0~Ube之间变化时，不足以克服死区电 压，三极管不导通，此时在正、负半周交替过零处会出现 一些非线性失真，这个失真称为交越失真。
ui VCC
T1
iE1
Uon
t
-U on
+
+
ui -
T2
RL
uo -
uo
iE2
io io
- VCC
交越失真
t
8解9/1决17交越失真办法：可给三极管稍稍加一点偏置，让管子工作在
临界导通或微导通状态，使之工作在甲乙类。
2. 甲乙类双电源互补对称放大电路 R1
甲乙类双电源互补对称放 大电路1特点： 1静态时，三极管微导 通 ，给三极管稍加了一点 偏
+ ui -
流经R1电阻和R2的电流近似相 等，有
+ ui
T3
U BE4 UCE4
R2
R1 +R2
R1 M
对于T4管，其发射结的导通电
R2
压基本稳定（如硅管约0.7V，
RC3
锗管约0.3V）,所以有
V CC
iC1
T1 T4
T2
io
+ RL uo
-
iC2
UCE4
1 R 1 R2
U BE4Fra bibliotek- VCC

解：
① ② 静态时vi=0， VA=0，VB1 =0.7V， VB2 =-0.7V 由VO =15V，得 152 PO 28.1W 8 R1 Vom 15 2 P 2 26 43.9W V 2VCC RL 8 D
1
VCC T1 iL T2 RL -VCC VO
P W T P V P o 43.9 28.1 15.8 1 P T1 P T2 T 7.9W 每管耗 P 2
R1＝1kΩ，故R5至少应取10.3 kΩ。
例：在图所示电路中，已知VCC＝15V，T1和T2管的饱和管压 降│UCES│＝1V，集成运放的最大输出电压幅值为±13V，二 极管的导通电压为0.7V。
（1）若输入电压幅值足够大，则电路的最大输出功率为多少？ （2）为了提高输入电阻，稳定输出电压，且减小非线性失真，应引入 哪种组态的交流负反馈？画出图来。 （3）若Ui＝0.1V时，Uo＝5V，则反馈网络中电阻的取值约为多少？
思考：若是单电源供电，又如何呢？ 互补对称功放的类型
无输出变压器形式 （ OTL电路）
无输出电容形式 （ OCL电路）
OTL: Output TransformerLess
OCL: Output CapacitorLess
二、OTL互补对称功放电路
1、特点
1. 单电源供电； 2. 输出加有大电容。 +VCC
当R 3C3足够大，vC 3 VC 3，即保持不变， VCC 向正方向增加, 2 又vD vC 3 vK VC 3 vK , 则vK vD , vK由 可使T1充分导电,Vom达到 VCC 。 2
C3 D
Rc3
b1 D1 D2 b2
R3
+VCC

iC M
Iom
ICQ N
功率三角形
Q
要想PO大，就要
UCEQ
使功率三角形的面积
大，即必须使Vom 和
Uom
Iom 都要大。
最大输出功率:
Pom
=
1 2
(
1 2
VCC
)
I CQ
VCC uCE
电源提供的功率
1 2p
1 2p
PE = 2p 0VCC iC d (w t ) = 2p 0VCC (I CQ + I Cm sin w t )dw t = VCC I CQ
pRL
当
U om
» VCC 时， PEm
2 =
p
V2 CC RL
4.效率h
h
=
Po
p
=
U om
PE 4 VCC
最高效率hm a x
p
Uom » VCC 时，h max = 4 » 78.5 %
四．三极管的最大管耗
PT1
=
1 2π
π
(VCC
0
- U om sinw
t ) • U om sinw t RL
ib
IBQ Q VCC uce
2.带前置放大级的功率放大器
I
R1
R2*
D
ui
T3
+ VCC
T1
R3
UP
uO
动画演示
R4
RL
T2
（甲乙类互补对称
电路的计算同乙类）
-VCC
3. 电路中增加复合管
增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。
c
c
ib
iC
b