6.3 乙类单电源互补对称功率放大电路剖析

乙类互补与甲乙类功率放大电路1、功率放大电路与电压放大电路相比本质上是相同的，即它们都是能量转换电路。

2、(1) 甲类放大 电路的静态工作点设置在放大区的中点，管子的导通角为360°。

输出波形好，失真小。

静态功耗大，效率低。

(2) 乙类放大 电路的静态工作点设置在截止区，管子的导通角为180°。

输出波形严重失真。

无静态功耗，效率最高。

(3) 甲乙类放大 电路的静态工作点设置较低，高于乙类而低于甲类，管子的导通角为大于180°而小于360°。

输出波形失真也较为严重。

静态电流很小，静态功耗也很小，效率很高。

OCL 互补对称功率放大电路 1．OCL 乙类互补对称电路*****三极管T1和T2各导通半周，均工作在乙类放大，且输出端没有电容，所以称为OCL 乙类互补对称电路**********OCL 乙类互补对称电路静态功耗等于零。

缺点是输出波形有严重交越失真***** 2．OCL 甲乙类互补对称电路静态时，三极管微导通，电流21,C C i i 略微大于零，电路对称，T1和T2的发射极电位等于零，输出电压 0=o u 。

输入正弦电压，正半周，1C i 逐渐增大， 2C i 逐渐减小，T1由微导通状态逐渐过渡到放大区，而T2由微导通状态逐渐过渡到截止区，输出电压0>o u 。

正半周，1C i 逐渐增小， 2C i 逐渐减大，T2由微导通状态逐渐过渡到放大区，而T1由微导通状态逐渐过渡到截止区，输出电压0<o u 。

3．参数计算OCL电路的图解分析(1) 最大输出功率(2) 直流电源提供的平均功率两个电源提供的总的平均功率P：V(3)转换效率(4) 三极管的管耗U忽略功率管的饱和压降CES4．功率三极管的选择(1) 最大管耗与最大输出功率的关系最大管耗:最大管耗与理想情况下最大不失真输出功率的关系单管的最大管耗与理想情况下最大不失真输出功率的关系(2) 功率三极管的选择OTL 互补对称功率放大电路电路互补对称，所以静态时两管的发射极电位为2Vcc ，则电容两端的电压C U 也等于2Vcc。

模拟电子技术知识点：甲乙类单电源互补对称功率放大电路静态时，V K=V CC/2输出通过电容C与负载耦合，而不用变压器——OTL电路(OutputTransformerless) V CC/21.基本电路2.原理分析v i负半周-+充电+v i 正半周-+放电•只要R L C 足够大，电容C 就能起到电源的作用。

-2.原理分析v i 为负半周最大值时接近饱和CCK V v +≈2.原理分析•理想情况下，负载R L 两端得到的交流输出电压幅值V om ≈V CC /2v i 为正半周最大值时接近饱和≈=CES K V v 2.原理分析•在单电源互补对称电路中，计算输出功率、效率、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用V CC /2代替原公式中的V CC 。

2.原理分析+V CC T 4T 7T 6T 1T 2R 2R 5R 3R L R 7u iu o T 5R 6T8D 1D 4T 3R 4R 1D 310k Ω( c )56D 2243R50μF C ( a )50μF C 21k Ω18Ω(+12V)例题图（b ）所示为某集成功率放大器的简化电路图。

已知输入电压为正弦波；三极管T 6、T 8的饱和管压降＝2V ；C 和C 2对交流信号均可视为短路。

填空：+V CC T 4T 7T 6T 1T 2R 2R 5R 3R L R 7u iu o T 5R 6T8D 1D 4T 3R 4R 1D 310k Ω( c )56D 2243R50μF C ( a )50μF C 21k Ω18Ω(+12V)例题2①为了驱动扬声器，将图(b)与图(a)、图(c)合理连接，可以增加一个元件，使电路正常工作；此时引入的交流负反馈的组态为，在深度负反馈条件下的电压放大倍数≈。

电压串联负反馈1+R 6/R=11-+-+++例题+V CC T 4T 7T 6T 1T 2R 2R 5R 3R L R 7u iu o T 5R 6T8D 1D 4T 3R 4R 1D 310k Ω( c )56D 2243R50μF C ( a )50μF C 21k Ω18Ω(+12V)例题2②D 2、D 3和D 4作为输出级偏置电路的一部分，作用是。

乙类互补对称功率放大电路
乙类互补对称功率放大电路是一种常用于音频放大器设计的电路拓扑结构。

其特点是同时采用NPN型和PNP型晶体管作为功率放大器的互补输出级，实现了功率放大器两端的对称输出，并且可以较好地平衡输出电流，减小交叉失真。

这种电路主要应用于大功率音频放大器、电视机音响等领域。

在乙类互补对称功率放大电路中，晶体管的工作状态被分为两种：NPN型晶体管处于导通状态，PNP型晶体管处于截止状态；PNP型晶体管处于导通状态，NPN型晶体管处于截止状态。

这两种情况下，输出电路中只有一个晶体管处于放大状态，而另一个处于关断状态，从而避免了交叉失真的产生。

此外，乙类互补对称功率放大电路还需要采用偏置电路来为晶体管提供合适的偏置电压，使其能够在正常工作状态下完成输出功率的放大。

这个偏置电路的设计需要考虑多个因素，如输出电阻、直流偏置水平、温度漂移等，以确保其能稳定、准确地提供偏置电压。

总的来说，乙类互补对称功率放大电路具有功率输出高、失真小、音质好等优点，在音频放大领域得到了广泛应用。

互补对称功率放大电路原理————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：23.4 互补对称功率放大电路教学要求掌握甲类、乙类和甲乙类三类功率放大电路的工作原理;理解交越失真形成机理；了解复合管结构及其特性。

一、概述对功率放大电路的基本要求1.不失真情况下输出尽可能大的功率：I与U都大，管子工作在尽限状态。

2.提高效率： = Pomax / PDC要高3.集电极最大功耗: P0＝Pv－PC（管耗），另一部分消耗在管子上,功放管尽限应用，选管要保证安全。

二、放大电路的工作状态放大电路按三极管在一个信号周期内导通时间的不同，可分为甲类、乙类以及甲乙类放大。

在整个输入信号周期内，管子都有电流流通的，称为甲类放大，如下表所示，此时三极管的静态工作点电流I CQ比较大；在一个周期内，管子只有半周期有电流流通的，称乙类放大；若一周期内有半个多周期有电流流通，则称为甲乙类放大。

状态一个信号周期内导通时间工作特点图示甲类整个周期内导通失真小，静态电流大，管耗大，效率低。

乙类半个周期内导通失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。

甲乙类半个多周期内导通失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。

三、乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL) (OCL — Output Capacitorless)（一）电路组成及工作原理采用正、负电源构成的乙类互补对称功率放大电路如下动画所示，V1和V2分别为NPN型管和PNP型管，两管的基极和发射极分别连接在一起，信号从基极输入，从发射极输出，R L为负载。

要求两管特性相同，且V CC=V EE。

特点：去掉C，双电源，T1与T2交替工作，正负电源交替供电，输入与输出之间双向跟随。

原理：静态即ui = 0 时，V1、V2均零偏置，两管的I BQ、I CQ均为零，u o=0，电路不消耗功率。

u i > 0时，V1正偏导通，V2反偏截止，i o= i E1= i C1, u O= i C1R L；ui< 0 时，V1反偏截止，V2正偏导通，i o= i E2= i C2, u O= i C2R L；问题：两管交替导电时刻，输入电压小于死区电压时，三极管截止，在输入信号的一个周期内，V1、V2轮流导通时，基极电流波形在过零点附近一个区域内出现失真，称为交越失真。

甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路乙类放大电路的失真:前面讨论了由两个射极输出器组成的乙类互补对称电路（图1），实际上这种电路并不能使输出波形很好地反映输入的变化，由于没有直流偏置，管子的iB必须在|vBE|大于某一个数值（即门坎电压，NPN 硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V）时才有显著变化。

当输入信号vi 低于这个数值时，T1和T2都截止，ic1和ic2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区，如图1所示。

这种现象称为交越失真。

5.3.1 甲乙类双电源互补对称电路一、电路的结构与原理利用图1所示的偏置电路是克服交越失真的一种方法。

由图可见，T3组成前置放大级（注意，图中未画出T3的偏置电路），T1和T2组成互补输出级。

静态时，在D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。

由于电路对称，静态时iC1= iC2 ，iL= 0, vo =0。

有信号时，由于电路工作在甲乙类，即使vi很小（D1和D2的交流电阻也小），基本上可线性地进行放大。

上述偏置方法的缺点是，其偏置电压不易调整，改进方法可采用VBE扩展电路。

二、VBE扩展电路利用二极管进行偏置的甲乙类互补对称电路，其偏置电压不易调整，常采用VBE扩展电路来解决，如图1所示。

在图1中，流入T4的基极电流远小于流过R1、R2的电流，则由图可求出VCE4=VBE4（R1+R2）/R2因此，利用T4管的VBE4基本为一固定值（硅管约为0.6~0.7V），只要适当调节R1、R2的比值，就可改变T1、T2的偏压值。

这种方法，在集成电路中经常用到。

5.3.2 单电源互补对称电路一、电路结构与原理图1是采用一个电源的互补对称原理电路，图中的T3组成前置放大级，T2和T1组成互补对称电路输出级。

在输入信号vi =0时，一般只要R1、R2有适当的数值，就可使IC3 、VB2和VB1达到所需大小，给T2和T1提供一个合适的偏置，从而使K点电位VK=VC=VCC/2 。

实
验
报
告
实验五：甲乙类互补对称功率放大电路
学号：********
班级：电子111
指导老师：***
学生姓名：***
日期：2012/5/7
实验五：OCL乙类互补对称功率放大电路
一、实验目的：
1、进一步理解乙类功率放大器工作原理。

2、查看乙类功率放大电路交越波形。

3、查看乙类功率放大如可改变失真的波形及负载两边的电压电流。

二、实验器材：
2个三极管、2个电源、1负载、3电阻、2二极管、1个双踪示波器、1台电流表、1电压表、1台电功率表。

三、实验原理图：
图（1）
图（2）
四：实验记录分析：
经测试得图中乙类放大器电路交越失真的波形
经测试得图中甲乙类放大器电路不失真的波形
分析:
甲乙类放大器电路，电路中的VD1、VD2、R1、R2、R3共同组成三极管的偏流电路，调节R1可以改变偏置电流的大小。

图为负载的电压以电流值。

图为负载的电功率。

由图可以得:电压值为988.515mv、电流值为988.591uA、电功率为1.638mW
四、实验总结;
1、乙类放大电路静态工作点耗能小，效率高，但是也有严重的交越失真。

2、甲乙类放大电路是给每只三极管加上一定的基础偏流。

使它在小信号放大时处于甲类放大状态，大
信号时转为乙类放大，从而达到不失真。

甲乙类互补对称功率放大电路1 甲乙类互补对称功率放大电路乙类放大电路的失真:前面讨论了由两个射极输出器组成的乙类互补对称电路（图1），实际上这种电路并不能使输出波形很好地反映输入的变化，由于没有直流偏置，管子的iB必须在|vBE|大于某一个数值（即门坎电压，NPN硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V）时才有显著变化。

当输入信号vi低于这个数值时，T1和T2都截止，i c1和i c2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区，如图1所示。

这种现象称为交越失真。

图1 交越失真的产生原因2 甲乙类双电源互补对称电路一、电路的结构与原理利用图2所示的偏置电路是克服交越失真的一种方法。

图2由图可见，T3组成前置放大级（注意，图中未画出T3的偏置电路），T1和T2组成互补输出级。

静态时，在D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。

由于电路对称，静态时i C1= i C2，I L= 0, v o=0。

有信号时，由于电路工作在甲乙类，即使v i很小（D1和D2的交流电阻也小），基本上可线性地进行放大。

上述偏置方法的缺点是，其偏置电压不易调整，改进方法可采用V BE扩展电路。

二、VBE扩展电路图3利用二极管进行偏置的甲乙类互补对称电路，其偏置电压不易调整，常采用V BE扩展电路来解决，如图3所示。

在图3中，流入T4的基极电流远小于流过R1、R2的电流，则由图可求出V CE4=V BE4（R1+R2）/R2因此，利用T4管的V BE4基本为一固定值（硅管约为0.6~0.7V），只要适当调节R1、R2的比值，就可改变T1、T2的偏压值。

这种方法，在集成电路中经常用到。

3 单电源互补对称电路图4一、电路结构与原理图4是采用一个电源的互补对称原理电路，图中的T3组成前置放大级，T2和T1组成互补对称电路输出级。

在输入信号vi =0时，一般只要R1、R2有适当的数值，就可使I C3、V B2和V B1达到所需大小，给T2和T1提供一个合适的偏置，从而使K点电位V K=V C=V CC/2 。