模拟电子技术基础第8章 功率放大电路.ppt

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1、 湖南科技大学信息与电气工程学院湖南科技大学信息与电气工程学院 第八章第八章 功率放大电路功率放大电路1了解功放电路提高了解功放电路提高输出功率输出功率和和效率效率的途径的途径了解了解交越失真交越失真的产生原因及微导通设置的产生原因及微导通设置掌握乙类、甲乙类掌握乙类、甲乙类互补对称互补对称功放电路的工功放电路的工作原理作原理掌握功放电路的分析计算方法掌握功放电路的分析计算方法性能指标计算：输出功率、效率性能指标计算：输出功率、效率功率管的选择功率管的选择：PCM、ICM、V(BR)CEO 双电源与单电源双电源与单电源基本要求基本要求:28 功率放大电路功率放大电路8.1 功率放大电路的一般问

2、题功率放大电路的一般问题8.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路 8.3 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*8.4 集成功率放大器集成功率放大器8.5 功率器件功率器件 甲甲乙类双电源互补对称电路乙类双电源互补对称电路 甲甲乙类单电源互补对称电路乙类单电源互补对称电路3多级放大电路输入级输入级Ri 中间放大级中间放大级AV 输出级输出级Ro 共集、共射共集、共射共射、共基共射、共基共集共集第第4章章 场效应管场效应管第第6.2节节 差分放大电路差分放大电路2个个信号信号相减相减第第8章章 功率放大电路功率放大电路直接耦合直接耦合零漂零漂Ri RL特别小特别小

3、第第6.1节节 电流源电流源第第6章章 集成运算放大器集成运算放大器性能性能改善改善第第7章章 反馈技术、方法反馈技术、方法第第8、9、10章章 运运算放大器应用算放大器应用 各各种功能电路种功能电路48.1 功率放大电路的一般问题功率放大电路的一般问题1.定义定义是一种以输出较大功率为目的的放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路特殊工作场合：负载特殊工作场合：负载RL特别小特别小2.几个特殊问题几个特殊问题(1)性能指标性能指标(2)大信号（极限）状态大信号（极限）状态(3)如何提高输出功率如何提高输出功率3.放大器的工作状态放大器的工作状态乙类乙类甲类甲类甲乙类甲乙类丙类丙类#功率放

4、大电路与前面介绍的电压放大电路功率放大电路与前面介绍的电压放大电路功率放大电路与前面介绍的电压放大电路功率放大电路与前面介绍的电压放大电路有本质上的区别吗？有本质上的区别吗？有本质上的区别吗？有本质上的区别吗？58.1 功率放大电路的一般问题功率放大电路的一般问题2.几个特殊问题几个特殊问题(1)性能指标性能指标输出功率输出功率效率效率(2)大信号（极限）状态大信号（极限）状态功放管的安全问题（功放管的安全问题（ICM、PCM、V(BR)CEO）分析方法：大信号模型、图解法（求分析方法：大信号模型、图解法（求Vom）(3)如何提高输出功率如何提高输出功率最大输出功率最大输出功率Pomax=?忽

5、略输入功率忽略输入功率68.1 功率放大电路的一般问题功率放大电路的一般问题2.几个特殊问题几个特殊问题(3)如何提高输出功率如何提高输出功率Vom、Iom Po 电源功率电源功率PV一定时一定时:PT Po （即提高效率）即提高效率）ICM、PCM、V(BR)CEO安全区域限制安全区域限制要求最佳负载要求最佳负载Q下移下移 PT 效率效率 但非线性失真严重但非线性失真严重Vom、Iom Po 78.1 功率放大电路的一般问题功率放大电路的一般问题3.放大器的工作状态放大器的工作状态乙类乙类甲类甲类甲乙类甲乙类丙类丙类导通角等于导通角等于180一个周期内均导通一个周期内均导通导通角大于导通角大

6、于180导通角小于导通角小于180 根根据据在在正正弦弦信信号号整整个个周周期期内内的的三三极极管管导导通通情情况况，可可分分为为几个工作状态：几个工作状态：88.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理2.分析计算（输出功率、效率）分析计算（输出功率、效率）3.功率与输出幅度的关系功率与输出幅度的关系4.功率功率BJT的选择（安全问题）的选择（安全问题）9(1)互补：互补：(2)对称：对称：vi=0 vBE1=vBE2=0 T1,T2截止截止 iO=0,vO=0vi 0 vBE1=vBE2 0 T1导通导通,T2截止截止 iO=iE1,vO

7、 0vi 0 vBE1=vBE2 0 T1截止截止,T2导通导通 iO=iE2,vO 0NPN、PNP特性相同（对管）特性相同（对管）正、负电源相等正、负电源相等也称为也称为OCL功率放大电路功率放大电路8.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理108.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路2.分析计算分析计算(1)图解分析（求图解分析（求Vom）(2)输出功率输出功率最大不失真输出功率最大不失真输出功率(3)效率效率118.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路2.分析计算分析计算(2)输出功率输出功率(1)图

8、解分析（求图解分析（求Vom）(3)效率效率 管耗管耗PT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128.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路2.分析计算分析计算(2)输出功率输出功率(1)图解分析（求图解分析（求Vom）(3)效率效率 管耗管耗 电源功率电源功率 效率效率 133.功率与输出幅度的关系功率与输出幅度的关系 P3918.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路pvp0pT1148.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路4.功率功率BJT的选择（安全问题）的选择（安全问题）因为因为当当 0.6VCC 时具有最大管耗时具有最大管

9、耗0.2Pom 最大最大管耗管耗 PCM要考虑要考虑3个极限参数：个极限参数：PCM、ICM、V(BR)CEO 集电极最大电流集电极最大电流 ICM 最大管压降最大管压降 V(BR)CEO158.3 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互补对称电路存在的问题乙类互补对称电路存在的问题8.4.116实际测试波形实际测试波形8.3 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互补对称电路存在的问题乙类互补对称电路存在的问题17OCL电路电路消除交越失真的消除交越失真的OCL电路电路8.3 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互补对称电路存在的问题

10、乙类互补对称电路存在的问题188.3.1 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#在输入信号的整个周期内，两二极管是否会出在输入信号的整个周期内，两二极管是否会出在输入信号的整个周期内，两二极管是否会出在输入信号的整个周期内，两二极管是否会出现反向偏置状态？现反向偏置状态？现反向偏置状态？现反向偏置状态？理想二极管理想二极管设设T3已有合适已有合适的静态工作点的静态工作点8.4.2198.3.1 甲甲乙类双电源互补对称电路乙类双电源互补对称电路VBE可认为是定值可认为是

11、定值 R1、R2不变时，不变时，VCE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8.3.2 甲甲乙类单电源互补对称电路乙类单电源互补对称电路8.4.28.4.3208.3.2 甲甲乙类单电源互补对称电路乙类单电源互补对称电路1.静态偏置静态偏置2.动态工作情况动态工作情况 调整调整R1、R2阻值阻值的大小，可使的大小，可使此时电容上电压此时电容上电压#在怎样的条件下，电容在怎样的条件下，电容在怎样的条件下，电容在怎样的条件下，电容C C才可充当负电源的角色？才可充当负电源的角色？才可充当负电源的角色？才可充当负电源的角色？此电路存在的问题：此电路存在的问题：K点电位受到限制点

12、电位受到限制8.4.5213.带自举电路的单电源功放带自举电路的单电源功放end自举电路自举电路自举电路自举电路静态时静态时 C3充电后，充电后，其两端有一固定其两端有一固定电压电压动态时动态时C3充当一个电源充当一个电源#在怎样的条件下，电容在怎样的条件下，电容在怎样的条件下，电容在怎样的条件下，电容C C3 3才能起到电源的作用？才能起到电源的作用？才能起到电源的作用？才能起到电源的作用？8.4.522双电源互补对称电路双电源互补对称电路单电源互补对称电路单电源互补对称电路238 功率放大电路功率放大电路基本要求基本要求 了解功放电路提高了解功放电路提高输出功率输出功率和和效率效率的途径的途径了解了解交越失真交越失真的产生原因及微导通设置的产生原因及微导通设置掌握乙类、甲乙类掌握乙类、甲乙类互补对称互补对称功放电路的工功放电路的工作原理作原理掌握功放电路的分析计算方法掌握功放电路的分析计算方法性能指标计算：输出功率、效率性能指标计算：输出功率、效率功率管的选择功率管的选择：PCM、ICM、V(BR)CEO 双电源与单电源双电源与单电源24