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。

第9 章自测题、习题解答自测题9一、功率放大器和电压放大器没有本质区别，但也有其特殊问题，试简述功率放大器的特点。

解：功率放大电路与电压放大电路本质上没有区别，功率放大电路既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的不失真的信号功率，功率放大器的特点： 1. 输出功率要大 2. 转换效率要高 3. 非线性失真要小。

二、分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“V”，凡错者在括号内打“X” 。

（1）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。

（）（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。

（）（3）功率放大器为了正常工作需要在功率管上装置散热片，功率管的散热片接触面是粗糙些好。

（）（4）当OCL 电路的最大输出功率为1W 时，功放管的集电极最大耗散功率应大于1W。

（）（5）乙类推挽电路只可能存在交越失真，而不可能产生饱和或截止失真。

（）（6）功率放大电路，除要求其输出功率要大外，还要求功率损耗小，电源利用率高。

（）（7）乙类功放和甲类功放电路一样，输入信号愈大，失真愈严重，输入信号小时，不产生失真。

（）（8）在功率放大电路中，电路的输出功率要大和非线性失真要小是对矛盾。

（）（9）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是1）都使输出电压大于输入电压；（）2）都使输出电流大于输入电流；（）3）都使输出功率大于信号源提供的输入功率。

（）（10）功率放大电路与电压放大电路的区别是1）前者比后者电源电压高；（）2）前者比后者电压放大倍数数值大；（）3）前者比后者效率高；（）4）在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电压大；(11) 功率放大电路与电流放大电路的区别是1 )前者比后者电流放大倍数大；()2)前者比后者效率高；()解：⑴X,当输出电压峰值为0.6Vcc时，功放管的管耗最大约为最大输出功率的五分之一。

168169新授课 ）传感器（麦克风），将声音转换成相应的电压信号。

）放大器，将麦克风输出的微弱电压信号放大到所需要的值。

）再生器（扬声器），将放大后的电信号还原成声音。

）电源，提供放大器工作所需要的直流电压。

．什么是放大电路同时满足以下两个条件的电路：）输出信号的功率大于输入信号的功率。

）输出信号波形与输入信号波形相同（不失真）。

用框图表示：输入端：加入需要放大的信号。

输出端：得到放大的输出信号。

组成：一个放大电路必须含有晶体管（或电子管）这样的器件，同时还包含电阻、电感、变压器等元器件。

．放大器的分类）按放大器的频率高低分⎪⎩⎪⎨⎧高频放大器低频放大器直流放大器）按被放大信号的类型分⎪⎩⎪⎨⎧功率放大器电压放大器电流放大器170（a ）双电源供电；（b ）单电源供电；（c ）是（b ）图的习惯画法（不画出集电极电源）。

各元器件的作用： ① 晶体管V ：工作在放大状态，起电流、电压放大作用。

② 基极偏置电阻b R ：它使电源U E 给晶体管提供一个合适的基极电流B I （又称偏流），保证晶体管工作在合适的状态。

取值范围在几十千欧到几百千欧。

③ 集电极负载电阻c R ：作用是把晶体管的电流放大转换为电压放大。

它的取值范围一般在几千到几十千欧。

④ 耦合电容1C 和2C ：起隔直流通交流的作用。

交流信号从1C 输入经过放大从2C 输出，同时1C 把晶体管的输入端与信号源之间，2C 把输出端和负载之间的直流通路隔断。

一般选用电解电容，使用时注意极性的区分。

⑤ 集电极电源U E ：作用一是给晶体管一个合适的工作状态（保证发射结正偏，集电结反偏），二是为放大电路提供能源。

2．静态工作点的建立171这时晶体管的直流电压：CE BE U U 、和对应的直流电流B I 、C I 统称为静态工作点CEQ Q BE U U 、、BQ I 、CQ I 。

如上图（b ）所示是放大电路的直流通路，由于耦合电容的作用，直流只在直流通路内流动，所以将耦合电容1C 、2C 看作断路的部分去掉，剩下的即为直流通路。

功率放大电路习题第九章功率放大电路1.与甲类功率放大器相比较，乙类互补推挽功放的主要优点是b 。

(a)无输出变压器(b)能量转换效率高(c)无交越失真2.所谓能量转换效率是指b_5(a)输出功率与晶体管上消耗的功率之比(b)最大不失真输出功率与电源提供的功率之比(c)输出功率与电源提供的功率之比3.功放电路的能量转换效率主要与c有关。

(a)电源供给的直流功率(b)电路输出信号最大功率(c)电路的类型4.甲类功率放大电路的能量转换效率最高是a—。

(a) 50% (b) 78.5% (c) 100%5.甲类功率放大电路(参数确定)的输岀功率越大，则功放管的管耗c_。

(a)不变(b)越大(c)越小6.对甲类功率放大电路(参数确定)来说，输出功率越大，则电源提供的功率a，(a)不变(b)越大(c)越小7.甲类功率放大电路功放管的最大管耗出现在输出电压的幅值为aa(a)零时(b)最大时(c)电源电压的一半8.甲类功率放大电路功放管的最小管耗出现在输出电压的幅值为(a)零时(b)最大时(c)电源电压的一半9.乙类互补推挽功率放大电路的能量转换效率最高是b_o(a) 50% (b) 78.5% (c) 100%10 .乙类互补推挽功率放大电路在输出电压幅值约等于—a时，管了的功耗最小。

(a) 0(b)电源电压(c) 0.64倍电源电压11.乙类互补推挽功率放大电路在输出电压幅值约等于c 时，管子的功耗最大。

(a) 0(b)电源电压(c) 0.64倍电源电压12.乙类互补功放电路存在的主要问题是c。

(a)输出电阻太大(b)能量转换效率低(c)有交越失真13.为了消除交越失真，应当使功率放大电路的功放管工作在b—状态。

(a)甲类(b)甲乙类(c)乙类14.乙类互补功放电路中的交越失真，实质上就是c o(a)线性失真(b)饱和失真(c)截止失真15.在乙类互补推挽功率放大电路中，每只管了的最大管耗为___ C ________ O(a) (b) (c)16.设计一个输出功率为20W的功放电路，若用乙类互补对称功率放大，则每只功放管的最大允许功耗PCM至小应有b c(a) 8W (b) 4W (c) 2W17.乙类互补推挽功率放大电路中，若电源电压为VCC，放大管的饱和压降为U CES,那么放大管的最大管压降为b_°(a) (b) (c)18.乙类互补推挽功率放大电路中，流过放大管的最大电流为C 0(a) (b) (c)19.乙类互补推挽功率放大电路中的最大输出电压为b o(a) (b) (c)20.乙类互补推挽功率放大电路最大输出功率为b—。

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，它可以将输入的信号放大到足够大的功率，以驱动输出负载。

在很多电子设备中，功率放大电路都扮演着非常重要的角色，比如音响设备、电视机、无线电设备等。

那么，功率放大电路是如何工作的呢？本文将从几个方面来介绍功率放大电路的工作原理。

首先，功率放大电路的基本结构是由输入端、放大器和输出端组成。

输入端接收来自信号源的微弱信号，放大器对这个信号进行放大处理，输出端将放大后的信号传送到负载上。

放大器是功率放大电路中最核心的部分，它的工作原理是利用电子元件的特性，将输入信号放大到所需的功率大小。

其次，功率放大电路的工作原理与放大器的工作原理有密切的关系。

放大器通常是由晶体管、场效应管、集成电路等元件构成的，它们通过控制输入信号的电压、电流来实现对信号的放大。

在功率放大电路中，放大器的工作原理是通过控制输入信号的幅值和频率，从而实现对信号功率的放大。

另外，功率放大电路的工作原理还与负载的特性有关。

负载是功率放大电路中的最终输出部分，它可以是喇叭、电动机、灯泡等。

在功率放大电路中，负载的特性会影响到放大器对信号的输出功率大小和稳定性。

因此，在设计功率放大电路时，需要充分考虑负载的特性，以保证输出信号的质量和稳定性。

最后，功率放大电路的工作原理还涉及到电路中的反馈机制。

反馈机制是指将部分输出信号反馈到输入端，以调节放大器的工作状态。

在功率放大电路中，反馈机制可以通过正反馈和负反馈来实现，它们可以影响到放大器的增益、频率响应和失真程度。

因此，在设计功率放大电路时，需要合理选择反馈方式，以达到最佳的放大效果。

综上所述，功率放大电路的工作原理涉及到输入端、放大器、输出端、负载和反馈机制等多个方面。

只有充分理解这些方面的工作原理，才能设计出高性能、稳定可靠的功率放大电路。

希望本文的介绍对读者有所帮助，谢谢！。