8第八章功率放大器.ppt [兼容模式]
- 格式：pdf
- 大小：911.88 KB
- 文档页数：47
PE
= 25%
(RL=RE时)
(8-10)
放大电路的输出没有失真的工作方式称为甲类放大。
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
推挽输出电路，或互补对称射极输 出器。
(8-11)
§8.2 互补对称功率放大电路
2 b2
1
2
1
方式二： ib
e ib T2 c ic b c
e
b
T1
ic
复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效 后晶体管的性能确定均如下：
1 2
晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
(8-26)
改进后的OCL准互补输出功放电路：
T1：电压推动级 T1、R1、R2： UBE倍增电路 T3、T4、T5、T6： 复合管构成的输出级 准互补 输出级中的T4、T6均为NPN 型晶体管，两者特性容易对称。 R1 T2 R2 T5 T6 -USC
互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、 PNP各一支；两管特性一致。 类型： 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
(8-12)
8.2.1 无输出电容的互补对称功放电路
(8-21)
T1 UL
动态时 设 ui 加入正弦信号。 正半周， T2 截止，T1 基极 电位进一步提高，进入良 好的导通状态；负半周， T1截止，T2 基极电位进一 步提高，进入良好的导通 状态。从而克服死区电压 的影响，去掉交越失真。 ui R1 D1 D2 R2 iL T2 RL -USC 两管导通时间均比半个周期大一些的工作方式称为 “甲乙类放大” 。
问题讨论
当前无法显示此图像。
射极输出器能否做 功率放大？
USC Rb
ib
射极输出器的输 出电阻低，带负载能 力强，但做功放不适
uo
ui
RE
合。为什么？解释如 下：
(8-7)
射极输出器效率的估算： (设RL=RE)
当前无法显示此图像。
USC Rb
U SC RE
ic ib
Q
USC ui RE uo uo uo t
uce
(8-8)
为得到较大的输出信号，假设将射极输出器的静 态工作点（Q）设置在负载线的中部，令信号波形正 负半周均不失真 ，如下图所示。 静态工作点： 交流负 UCEQ = 0.5USC 载线 Ic U SC 0.5U SC 直流负 I CQ = RE RE 载线 Q 0.5U SC = RL 若忽略晶体管的饱和 uCE 压降和截止区，输出 USC 信号uo的峰值最大只 能为： uo的取 U o max = 0.5U SC 值范围
(8-3)
例2：温度控制 R1 R1-R3:标准电阻 Ua : 基准电压 Rt :热敏电阻 A：电压放大器 R2 a R3 b
Usc 功 + + - A uo1 uo 放
加 热 元 件
Rt 温控室
温度调节 过程
室温T T
Rt
Ub
UO1
UO
(8-4)
分析功放电路应注意的问题 (1) 功放电路中电流、电压要求都比较大， 必须注意电路参数不能超过晶体管的极 限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 Ic ICM PCM
R2
T6 R3 T8 T10
(8-27)
ui
+USC T1 T3 T4
RL
集成运放内部的功率放大输出级
第2级
+UCC RC3 RE3 T7 RE4 T8 RE5 T10
RL
RC T1 T2 E
RC T5 T6
RE2
T9 RC4 T11 -UEE
(8-28)
第1级：差动放大器 第3级：单管放大器
差动放大器
第4级：互补对称射极跟随器
(8-18)
Po max
2 U SC U SC 1 U SC = × × = 2 2 RL 2 RL
PE = PE 1 + PE 2 = 2U SC
效率为：
2 U SC 2 RL =
U SC 2U × = π RL π RL
2 SC
Po max = PE
2U π RL
2 SC
π = = 78 .5 % 4
(8-9)
1. 直流电源输出的功率
iC = I CQ + ic
1 PE = T
T 0
U SC iC dt
= I CQ + I cm sin( t + )
2 U SC T 1 T U SC PE = 0U SC iC dt = iC dt = U SC I CQ = 2 RL T T 0 2. 最大负载功率 2 2 U om max 0.5U SC ÷ ÷ 2 2 U 2 PO max = = = SC RL 8 RL RL 3. 最大效率
（ OCL电路） 一、工作原理（设ui为正弦波）
T1 +USC
电路的结构特点： 1. 由NPN型、PNP型三极 管构成两个对称的射极 输出器对接而成。 2. 双电源供电。 3. 输入输出端不加隔直电 容。
ui
iL RL T2 -USC
uo
(8-13)
静态分析： ui = 0V T1、T2均不工作 uo = 0V
(8-33)
实用的OCL准互补功放电路：
反馈级 R1 T2 Rf C1 共射放大级 Re4 T4 C2 UBE 倍增 电路 C3 偏置电路 D1 D2 T5 恒流源 负载 Re5 C4 RC8 Re10 准互补功放级 T7 T9 Re7 Re9 保险管 BX C5 R4 RL +24V
Rc1
ui
T1
ui
U SC 2
t ULmax t
uL
PL max π = = = 78.5% PE 4
(8-31)
实用OTL互补输出功放电路 +USC 调节R,使静态 UAQ=0.5USC R D1 D2 b2 ui T3 D1 、 D2使b1和b2之间的 电位差等于2个二极管正 向压降，克服交越失真。(8-32) A b1 T1 B
电子技术 模拟电路部分
第八章
功率放大器
(8-1)
第八章 功率放大器
§8.1 §8.2 §8.3 §8.4 §8.5 概述 互补对称功率放大电路 实际功放电路 集成功率放大器 变压器耦合式功放电路
(8-2)
§8.1 概述
功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱 动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表 指针偏转等。 例1： 扩音系统 信 号 提 取 电 压 放 大 功 率 放 大
结论：OCL电路效率较高； 电流、电压波形存在失真。
(8-19)
三、电路的改进
1. 克服交越失真 交越失真产生的原因： 在于晶体管特性存在 非线性，ui <uT时晶体管截止。 iB iB
uBE ui t UT
t
(8-20)
克服交越失真的措施：
电路中增加 R1、D1、 D2、R2支路。 静态时 T1、T2两管发射结电位 分别为二极管D1、 D2的 正向导通压降，致使两管 均处于微弱导通状态。 ui +USC R1 D1 D2 R2 iL T2 RL -USC
Re1 、 Re2：电阻值1~2 ， 射极负反馈电阻，也起 限流保护作用。
Re1 Re2 T2
C RL
§8.3 实际功放电路
这里介绍一个实用的OCL准互补功放电路。其 中主要环节有 ： (1) 恒流源式差动放大输入级（T1、T2、T3）； (2) 偏置电路（R1、D1、D2）； (3) 恒流源负载（T5）； (4) OCL准互补功放输出级（T7、T8、T9、 T10）； (5) 负反馈电路（Rf、C1、Rb2构成交流电压串联负反 馈）； (6) 共射放大级（T4）； (7) 校正环节（C5、R4）； (8) UBE倍增电路（T6、R2、R3）； (9) 调整输出级工作点元件（Re7、Rc8、Re9、Re10）。
(8-24)
3. 电路中增加复合管 增加复合管的目的是：扩大电流的驱动能力。 复合管的构成方式： c 方式一： ic c ic ib b ib T1 b e T2
ic1 =
1b
i , ib 2 = ie1 = (1 + i , + (1 +
1
)ib , )]ib
(8-25)
e
ic 2 =
ic = ic1 + ic 2 = [
+USC T1
因此，不需要隔直电容。 动态分析： ui > 0V ui < 0V T1导通，T2截止 ui iL= ic1 ; T1截止，T2导通 iL=ic2
T2
ic 1
iL RL
uo
ic 2
-USC
T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方 式，称为乙类放大。
(8-14)
乙类放大的输入输出波形关系: ui t 死区电压 u´ o ´ t u"o t uo t 交越失真 ui T2 -USC 交越失真：输入信号 ui在过零 前后，输出信号出现的失真便 为交越失真。
8.2.2 无输出变压器的互补对称功放电路
（OTL电路） 一、特点
1. 单电源供电； 2. 输出加有大电容。 +USC T1 0.5USC ui UC A + C RL T2 UL
二、静态分析
U SC 令：ui = 2
则 T1、T2 特性对称， U SC U SC UA = , UC = 2 2
