9 功率放大电路-精品文档整理.ppt

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1、19 9 功率放大功率放大电路电路9.1 9.1 功率放大电路的一般问题功率放大电路的一般问题9.2 9.2 射极输出器射极输出器甲类放大的实例甲类放大的实例9.3 9.3 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9.4 9.4 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9.5 9.5 功率管功率管9.6 9.6 集成功率放大器举例集成功率放大器举例29.1 功率放大电路的一般问题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功率放大电路的特点及主要研究对象(1)(1)功率放大电路的主要特点功率放大电路的主要特点 功率放大电路是一种以输出较大功率为目

2、功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。因此，要求同时输出较大的电的的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电流。管子工作在接近极限状态。压和电流。管子工作在接近极限状态。 (2)(2)要解决的问题要解决的问题 提高效率提高效率 减小失真减小失真 管子的保护管子的保护 一般直接驱动负载，带载能力要强。一般直接驱动负载，带载能力要强。39.1 功率放大电路的一般问题功率放大电路的一般问题2. 功率放大电路提高效率的主要途径功率放大电路提高效率的主要途径 降低静态功耗，即减小静态电流降低静态功耗，即减小静态电流 （a） （b） （c） iC O t iC O t iC O t iC O

3、 Q vCE ICQ iC O vCE ICQ Q iB常数常数 iC O vCE iB常数常数 iB常数常数 四种工作状态四种工作状态 根据正弦信号整个周期内根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分三极管的导通情况划分乙类：乙类：导通角等于导通角等于180甲类：甲类：一个周期内均导通一个周期内均导通甲乙类：甲乙类：导通角大于导通角大于180丙类：丙类：导通角小于导通角小于18049.2 射极输出器射极输出器甲类放大的实例甲类放大的实例特点：特点： 电压增益近似为电压增益近似为1，电，电流增益很大，可获得较大流增益很大，可获得较大的功率增益，输出电阻小，的功率增益，输出电阻小，带负载能力强。

4、带负载能力强。 59.2 射极输出器射极输出器甲类放大的实例甲类放大的实例输出电压与输入电压的关系输出电压与输入电压的关系 设设BJT的饱和压的饱和压VCES0.2V vO正向振幅最大值正向振幅最大值 vO负向振幅最大值，负向振幅最大值， T截止截止 临界截止时临界截止时 0EC iiCCCComV2 . 0VVV V6 . 0IO vvBIASomII LBIASomRIV 69.2 射极输出器射极输出器甲类放大的实例甲类放大的实例 8LRiIV6 . 0vv 当当正弦波最大输出电压正负幅正弦波最大输出电压正负幅值相同时，可获得最大输出功率值相同时，可获得最大输出功率 即即V15EECC V

5、VLBIASCCRIV 最大输出功率最大输出功率 .69W312L2omom RVP omomVVLCCBIASRVI 当取当取vi 足够大足够大 79.2 射极输出器射极输出器甲类放大的实例甲类放大的实例电源提供的功率电源提供的功率%7 .24%100)(VEVCom PPP效率低效率低放大器的效率放大器的效率 PVC = VDD IBIAS = 27.75 WPVE = VEE IBIAS= 27.75 W89.3 乙类双电源互补对称乙类双电源互补对称功率放大电路功率放大电路9.3.1 电路组成电路组成9.3.2 分析计算分析计算9.3.3 功率功率BJT的选择的选择99.3.1 电路组成

6、电路组成 由一对由一对NPN、PNP特性相同的特性相同的互补三极管组成，采用正、负双互补三极管组成，采用正、负双电源供电。这种电路也称为电源供电。这种电路也称为OCL互补功率放大电路。互补功率放大电路。1. 电路组成电路组成2. 工作原理工作原理 两个三极管在信号正、负半周轮流导通，使负载得到两个三极管在信号正、负半周轮流导通，使负载得到一个完整的波形。一个完整的波形。109.3.2 分析计算分析计算 iC1 Icm1 A B O VCES Q vCE1 VCC Vcem1 iC1 Icm 2Icm O A B VCES Vcem 2Vcem Q iB常数 VCES O vCE1 iC2 iB

7、常数 -vCE VCC 119.3.2 分析计算分析计算1. 最大不失真输出功率最大不失真输出功率Pomax 2)( )2(=L2CESCCL2CESCComaxRVVRVVP 实际输出功率实际输出功率L2omLomomooo222=RVRVVIVP 忽略忽略VCES时时L2CComax2RVP iC1 Icm 2Icm O A B VCES Vcem 2Vcem Q iB常数 VCES O vCE1 iC2 -vCE VCC 129.3.2 分析计算分析计算单个管子在半个周期内的管耗单个管子在半个周期内的管耗)(d )(21=0LooCCT1tRvvVP 2. 管耗管耗PT两管管耗两管管耗)

8、d( sin)sin(210LomomCCtRtVtVV )d( )sinsin(2102L2omLomCCttRVtRVV )4(12omomCCLVVVR T2T1T=PPP)4(22omomCCLVVVR 139.3.2 分析计算分析计算3. 电源供给的功率电源供给的功率PV ToV=PPPLomCC2RVV当当时，时， CComVV 2L2CCVmRVP 4. 效率效率 CComVo4=VVPP 当当时，时， CComVV % 78.54 149.3.3 功率功率BJT的选择的选择1. 最大管耗和最大输出功率的关系最大管耗和最大输出功率的关系因为因为)4(12omomCCLT1VVVR

9、P 当当 0.6VCC 时具有最大管耗时具有最大管耗CCom2VV 0.2Pom L2CC2T1m1RVP 选管依据之一选管依据之一159.3.3 功率功率BJT的选择的选择功率与输出幅功率与输出幅度的关系度的关系2. 功率功率BJT的选择的选择 （自学）（自学）169.4 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9.4.1 甲甲乙类双电源互补对称电路乙类双电源互补对称电路9.4.2 甲乙类单电源互补对称电路甲乙类单电源互补对称电路9.4.3 MOS管甲乙类双电源互补对称管甲乙类双电源互补对称电路电路179.4.1 甲乙类双电源互补对称电路甲乙类双电源互补对称电路乙类互补对称电路存

10、在的问题乙类互补对称电路存在的问题189.4.1 甲乙类双电源互补对称电路甲乙类双电源互补对称电路1. 静态偏置静态偏置可克服交越失真可克服交越失真2. 动态工作情况动态工作情况二极管等效为恒压模型二极管等效为恒压模型设设T3已有合适已有合适的静态工作点的静态工作点交流相当于短路交流相当于短路199.4.1 甲乙类双电源互补对称电路甲乙类双电源互补对称电路另一种偏置方式另一种偏置方式BE4221CE4VRRRV VBE4可认为是定值可认为是定值 R1、R2不变时，不变时，VCE4也也是定值，可看作是一个直流是定值，可看作是一个直流电源。电源。 Po、PT、PV和和PTm仍然仍然按照乙类功放计算

11、公式进行按照乙类功放计算公式进行估算。估算。 209.4.2 甲乙类单电源互补对称电路甲乙类单电源互补对称电路静态时，偏置电路使静态时，偏置电路使VKVCVCC/2（电容（电容C充电达到稳态）。充电达到稳态）。当有信号当有信号vi时时负半周负半周T1导通，有电流通过负载导通，有电流通过负载RL，同时向同时向C充电充电正半周正半周T2导通，则已充电的电容导通，则已充电的电容C通通过负载过负载RL放电。放电。只要满足只要满足RLC T信信，电容，电容C就可充就可充当原来的当原来的VCC。计算计算Po、PT、PV和和PTm的公式必须的公式必须加以修正，以加以修正，以VCC/2代替原来公式中的代替原来公式中的VCC。