第七章功率放大电路精选文档.ppt

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1、第七章 功率放大电路本讲稿第一页，共二十页一、一、功率放大器的主要指标功率放大器的主要指标 1.输出功率输出功率Po 功率放大器应在输出不失真的情况下给出最大的交流输出功率Po以推动负载工作。为此，功放管一般工作在大信号状态,以不超过管子的极限参数（ICM、VbCEO、PCM）为限度。这就使功放管安全工作成为功率放大器的重要问题。本讲稿第二页，共二十页 2.效率效率 功率放大器的效率定义为功率放大器的输出信号功率Po直流电源供给功率放大器功率PE之比,用表示，即：功率放大器要求高效率地工作，一方面是为了提高输出功率，另一方面是为了降低管耗。直流电源供给的功率除了一部分变成有用的信号功率以外，剩

2、余部分变成晶体管的管耗PC(PC=PE-Po)。管耗过大将使功率管发热损坏。所以，对于功率放大器，提高效率也是一个重要问题。本讲稿第三页，共二十页 3.非线性失真非线性失真 功率放大器为了获得足够大的输出功率，需要大信号激励，从而使信号动态范围往往超出晶体管的线性区域，导致输出信号失真。因此减小非线性失真，成为功率放大器的又一个重要问题。概括起来说，要求功率放大器在保证晶体管安全运用的情况下，获得尽可能大的输出功率、尽可能高的效率和尽可能小的非线性失真。本讲稿第四页，共二十页由由于于功功率率放放大大电电路路的的输输出出电电压压和和输输出出电电流流都都很很大大，信信号号作作用用的的范范围围进进入

3、入了了晶晶体体管管特特性性的的非非线线性性区区，所所以以在在分分析析时时不不可可再再用用微微变等效电路变等效电路，而应，而应采用图解法采用图解法。本讲稿第五页，共二十页二二.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，即减小静态电流四种工作状态四种工作状态 根根据据正正弦弦信信号号整整个个周周期期内内三三极管的导通情况划分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180#哪几种状态静态功耗最小？哪几种状态

4、静态功耗最小？哪几种状态静态功耗最小？哪几种状态静态功耗最小？本讲稿第六页，共二十页 甲类放大的优点是波形失真小，但由于静态工作点电流大，故管耗大，放大电路效率低，所以它主要用于小功率放大电路中。乙类与甲乙类放大由于管耗小，放大电路效率高，在功率放大电路获得广泛应用。由于乙类与甲乙类放大输出波形失真严重，所以在实际电路中均采用两管轮流导通的推挽电路来减少失真。功率放大电路类型很多，目前电子电路中广泛采用乙类（或者甲乙类）互补对称功率放大电路。本讲稿第七页，共二十页7.3 乙类双电源互补对称功率放乙类双电源互补对称功率放大电路大电路1 电路组成电路组成2 分析计算分析计算3 功率功率BJT的选择

5、的选择本讲稿第八页，共二十页一一 电路组成电路组成 由一对由一对NPN、PNP特性相同的互特性相同的互补三极管组成，采用正、负双电源供补三极管组成，采用正、负双电源供电。这种电路也称为电。这种电路也称为OCL互补功率放互补功率放大电路。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，使负载得到一两个三极管在信号正、负半周轮流导通，使负载得到一个完整的波形。个完整的波形。本讲稿第九页，共二十页t0t00t本讲稿第十页，共二十页二二 分析计算分析计算本讲稿第十一页，共二十页1.最大不失真输出功率最大不失真输出功率Pomax实际输出功率实际输出功率忽略忽略VCE

6、S时时本讲稿第十二页，共二十页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2.管耗管耗PT两管管耗两管管耗本讲稿第十三页，共二十页3.电源供给的功率电源供给的功率PV当当4.效率效率 当当本讲稿第十四页，共二十页三、三、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当当 0.6VCC 时具有最大管耗时具有最大管耗0.2Pom 选管依据之一选管依据之一本讲稿第十五页，共二十页7.4 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本讲

7、稿第十六页，共二十页一、一、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在的问题乙类互补对称电路存在的问题 由于三极管输入特性存在死区，在输入信号的电压低于导通电压期间（-0.6V0.6V），V1和V2都截止，输出电压为零，出现了两只三极管交替波形衔接不好的现象,故出现了图 中的失真，这种失真称为“交越失真。”本讲稿第十七页，共二十页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本讲稿第十八页，共二十页另一种偏置方式另一种偏置方

8、式VBE4可认为是定值可认为是定值 R1、R2不变时，不变时，VCE4也是也是定值，可看作是一个直流电定值，可看作是一个直流电源。源。Po、PT、PV和和PTm仍然按照仍然按照乙类功放计算公式进行估算。乙类功放计算公式进行估算。本讲稿第十九页，共二十页二、二、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，同时向向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通过通过T2和负载和负载RL放电。放电。只要满足只要满足RLC 信号的周期，电容信号的周期，电容C就可就可充当原来的电源。充当原来的电源。计算计算Po、PT、PV和和PTm的公式必须加以的公式必须加以修正，以修正，以VCC/2代替原来公式中的代替原来公式中的VCC。本讲稿第二十页，共二十页