互补对称式功率放大电路.pptx
会计学1互补对称互补对称(duchn)式功率放大电路式功率放大电路第一页，共42页。补充知识：补充知识：补充知识：补充知识：功率放大电路的工作功率放大电路的工作功率放大电路的工作功率放大电路的工作(gngzu)(gngzu)方式方式方式方式 根据晶体管静态工作根据晶体管静态工作根据晶体管静态工作根据晶体管静态工作(gngzu)(gngzu)点的位置不同，放大电路可分为三种工作点的位置不同，放大电路可分为三种工作点的位置不同，放大电路可分为三种工作点的位置不同，放大电路可分为三种工作(gngzu)(gngzu)方式。方式。方式。方式。n n甲类工作方式：甲类工作方式：n n QQ点点设设置置在在负负载载线线的的中中点点，在在输输入入信信号号的的正正负负半半周周，晶晶体体管管都都在在工工作作，管管子子(gu(gu n n zi)zi)的的导导通通角角为为360360，输输出出波波形失真小，但静态管子形失真小，但静态管子(gu(gu n zi)n zi)功耗大，效率低。功耗大，效率低。n n乙类工作方式：乙类工作方式：n n QQ点点在在负负载载线线的的最最低低点点，由由于于静静态态时时电电流流为为零零，无无功功耗耗，效效率率最最高高。但但此此时时放放大大电电路路只只在在输输入入信信号号的的正正半半周周工工作作，负负半半周周时时晶晶体体管管截截止止，管管子子(gu(gu n n zi)zi)的的导导通通角角为为180180，输输出波形出现严重的失真。出波形出现严重的失真。n n甲乙类工作方式：甲乙类工作方式：n n QQ点点略略高高于于乙乙类类时时，静静态态电电流流很很小小，静静态态消消耗耗约约为为零零，效效率率也也很很高高。晶晶体体的的导导通通时时间间大大于于半半个个周周期期，管管子子(gu(gu n n zi)zi)的导通角大于的导通角大于180180，此时输出波形仍失真严重。，此时输出波形仍失真严重。第1页/共42页第二页，共42页。晶体管的三种工作晶体管的三种工作(gngzu)(gngzu)状态：状态：iCiC iC iC iC uCE uCE uCEttt甲类乙类甲乙类iC QQQ上页返回(fnhu)甲类工作状态甲类工作状态(zhungti)(zhungti)晶体管在输入信号晶体管在输入信号的整个周期都导通的整个周期都导通静态静态ICIC较大，波形好较大，波形好,管耗大效率低。管耗大效率低。乙类工作状态乙类工作状态晶体管只在输入信号的半个周期内导通，静态IC=0，波形严重失真,管耗小效率高。甲乙类工作状态甲乙类工作状态晶体管导通的时间大于半个周期，静态IC 0，一般功放常采用。第2页/共42页第三页，共42页。甲类方式甲类方式(fngsh)n n如射极输出(shch)器Rbuo USCuiibRE 射极输出器的输出电阻低，带负载能力(nngl)强，但做功放不适合。因为它的效率太低第3页/共42页第四页，共42页。变压器耦合推挽(tu wn)功率放大电路输入变压器：将输入信号分成两个大小相等(xingdng)相位相反的信号，分别送两个放大器的基极，使T1、T2轮流导通。输出变压器：将两个(lin)集电极输出信号合为一个信号，耦合到副边输出给负载。放大器：由两个共射极放大器组成，两个三极管的射极接在一起，+USCT1T2RLiLuiReRb2Rb1第4页/共42页第五页，共42页。直流通道直流通道直流通道直流通道(tngdo)(tngdo)USCT1T2RLiLuiReRb2Rb1USCT1T2ReRb2Rb1变压器线圈(xinqun)对于直流相当于短路对于(duy)任何一个三极管都是静态工作点稳定的共射极放大器USCT1ReRb2Rb1两个三极管的静态工作点都设在刚刚超过死区,IB很小,IC也很小,降低直流功耗。Q第5页/共42页第六页，共42页。交流(jioli)通道ib1ui0ui 0uI 0时时VT1VT1导通导通VT2VT2截止截止(jizh)(jizh)。uI 0uI 0VT1导通，T2截止(jizh)iL=ic1;ui-USCT1T2uo+USCRLiLiL=ic2T1、T2两个晶体管都只在半个周期(zhuq)内工作的方式，称为乙类放大。因此，不需要隔直电容。静态分析：ui=0V T1、T2均不工作 uo=0V第23页/共42页第二十四页，共42页。乙类放大的输入输出波形(b xn)关系:ui-USCT1T2uo+USCRLiL死区电压(diny)uiuououo tttt交越失真：输入信号(xnho)ui在过零前后，输出信号(xnho)出现的失真便为交越失真。交越失真第24页/共42页第二十五页，共42页。ui-USCT1T2uo+USCRLiL(1)静态电流 ICQ、IBQ等于零；(2)每管导通时间(shjin)等于半个周期 ；(3)存在交越失真。OCL乙类放大(fngd)的特点：第25页/共42页第二十六页，共42页。克服交越失真的(zhn de)措施：R1D1D2R2+USC-USCULuiiLRLT1T2 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(chy)微弱导通状态。电路中增加(zngji)R1、D1、D2、R2支路。第26页/共42页第二十七页，共42页。R1D1D2R2+USC-USCULuiiLRLT1T2两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”。动态时 设 ui 加入正弦信号。正半周，T2 截止，T1 基极(j j)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(j j)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。第27页/共42页第二十八页，共42页。UUcem cem=V VCCCC UUCESCES 静态静态(jngti)(jngti)时时 UCE1=+VCC,UCE2=VCC UCE1=+VCC,UCE2=VCC 下页下页上页上页OCL甲乙类互补对称输出级-V VCCCCR R2 2R R1 1u uI I+V VCCCCVTVT1 1NPNNPNu uOOVTVT2 2PNPPNPR RL LVDVD1 1VDVD2 2b b1 1b b2 2R Ri iC1C1i iC2C2i iL L3.OCL3.OCL甲乙类互补甲乙类互补(h b)(h b)对称电路对称电路OCLOCL电路省去了大电容，既改电路省去了大电容，既改善了低频响应，又有利于实现善了低频响应，又有利于实现集成化，应用更为广泛。集成化，应用更为广泛。首页首页仿真仿真(fn zhn)(fn zhn)第28页/共42页第二十九页，共42页。下页下页上页上页OCLOCL电路存在的主要问题：电路存在的主要问题：两个三极管的发射极直接连到负载电阻上，两个三极管的发射极直接连到负载电阻上，如果静态工作点失调或电路内元器件损坏，如果静态工作点失调或电路内元器件损坏，将造成一个较大的电流长时间流过负载，将造成一个较大的电流长时间流过负载，可能可能(knng)(knng)造成电路损坏。造成电路损坏。为了防止出现此种情况，实际使用的电路中，为了防止出现此种情况，实际使用的电路中，常常在负载回路接入熔断丝作为保护措施。常常在负载回路接入熔断丝作为保护措施。首页首页第29页/共42页第三十页，共42页。uI 0uI 0时工作时工作(gngzu)(gngzu)点沿点沿QAQA上移。上移。uI 0uI 0时工作时工作(gngzu)(gngzu)点沿点沿QBQB下移。下移。UUcemcem=V VCCCC-UUCESCES若若VT1VT1、VT2VT2对称对称(duchn)(duchn)下页下页上页上页二、互补对称(duchn)电路主要参数的估算1.OCL1.OCL乙类互补对称电路主要参数的估算乙类互补对称电路主要参数的估算首页首页-u-uCE2CE2QQi iC1C1OOi iC C2 2u uCE1CE1A AOOB B OCL互补电路的图解法I Icm1cm1I Icm2cm2U Ucem1cem1U UCESCESV VCCCCR RL LV VCCCC第30页/共42页第三十一页，共42页。UUcem cem=V VCCCC UUCESCES P Pom om 2 2RRLLV V22CCCCP Pomom=2 21 1RRLLUU22cemcem2 21 1RRLL(V VCCCC UUCESCES)22下页下页上页上页（1 1）最大输出功率）最大输出功率当满足条件当满足条件UUCES CES 0.2 0.2 P Pomom 首页首页第35页/共42页第三十六页，共42页。UUcemcem=2 2V VCCCCUUCESCES若若VT1VT1、VT2VT2对称对称(duchn)(duchn)下页下页上页上页2.OTL2.OTL互补对称电路互补对称电路(dinl)(dinl)主要参数的估算主要参数的估算2 2首页首页-u-uCE2CE2QQi iC C1 1OOi iC C2 2u uCE1CE1A AOOB B OTL互补对称电路的图解法I Icm1cm1I Icm2cm2U Ucem1cem1U UCESCESV VCCCC交流负载线交流负载线2 2R RL LV VCCCC第36页/共42页第三十七页，共42页。P Pomom=UUcem cem I Icmcm=2 21 12 21 1RRLLUU22cemcemP Pom om 8 81 1RRLLV V22CCCCP PV V=I Icmcmsinsinttd(d(tt)2 2V VCCCC 1 1 0 0P PomomP Pvv =78.5%78.5%8 81 1RRLLV V22CCCC22RRLLV V22CCCC4 4 2 21 1RRLL(V VCCCC/2 2 UUCESCES)22=若满足若满足 UUCESCES 0.2 0.2 P Pomom 首页首页第38页/共42页第三十九页，共42页。ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶体管的工作晶体管的工作(gngzu)(gngzu)状态状态甲类工作状态甲类工作状态晶体管在输入信号晶体管在输入信号的整个周期的整个周期(zhuq)(zhuq)都导都导通通静态静态ICIC较大，波形好较大，波形好,管耗管耗大效率低。大效率低。乙类工作状态乙类工作状态晶体管只在输入信号晶体管只在输入信号的半个周期内导通，的半个周期内导通，静态静态IC=0IC=0，波形严重，波形严重(ynzhng)(ynzhng)失真失真,管耗管耗小效率高。小效率高。甲乙类工作状态甲乙类工作状态晶体管导通的时间大于半个周期，静态IC 0，一般功放常采用。下页下页上页上页首页首页第39页/共42页第四十页，共42页。上页上页首页首页课堂练习课堂练习第40页/共42页第四十一页，共42页。例在图所示电路中已知VCC 15V，输入电压为正弦波，晶体管的饱和(boh)管压降UCES 3V，电压放大倍数约为1，负载电阻RL 4欧，（1）求解负载上可能(knng)获得的最大功率和效率（2）若输入电压最大有效值为8V，则负载上能够获得的最大功率为多少。解（1）（2）因为(yn wi)UOUi，所以UOm8V。最大输出功率RLRD1D2T1T2+VCC+ui+uoVCCV5R R2 2R R1 1uiR R3 3第41页/共42页第四十二页，共42页。
