第7章 功率放大器.ppt

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1、第第7章功率放大器章功率放大器7.1概述概述7.2互补对称功率放大器互补对称功率放大器7.3集成功率放大器集成功率放大器7.4 MOSFET（功率场效应管）功率（功率场效应管）功率放大器放大器本章小结本章小结7.1概述概述7.1.1功率放大电路的特点功率放大电路的特点功率放大电路是电子设备中不可缺少的实用电路。在实际电功率放大电路是电子设备中不可缺少的实用电路。在实际电路中，往往要求放大电路的末级输出足够大的功率，以驱动路中，往往要求放大电路的末级输出足够大的功率，以驱动负载。能够向负载提供足够大功率的放大电路称为功率放大负载。能够向负载提供足够大功率的放大电路称为功率放大电路，简称电路，简称

2、“功放功放”。关于功率放大电路，我们特别关注其如下特殊问题。关于功率放大电路，我们特别关注其如下特殊问题。（1）大信号状态，要求输出功率尽可能大。）大信号状态，要求输出功率尽可能大。（2）提高功率放大电路的效率、降低功放管的管耗。）提高功率放大电路的效率、降低功放管的管耗。（3）非线性失真要小）非线性失真要小（4）晶体管的散热问题）晶体管的散热问题下一页下一页7.1概述概述7.1.2功率放大电路的工作状态功率放大电路的工作状态1.甲类（甲类（A类）放大状态类）放大状态 在电压放大电路中，输入信号在整个周期内都有电流流过在电压放大电路中，输入信号在整个周期内都有电流流过放大器件，这种工作方式通常

3、称为甲类放大。甲类放大的典放大器件，这种工作方式通常称为甲类放大。甲类放大的典型工作状态如型工作状态如图图7.1（a）所示，此时）所示，此时iC 0。2.乙类（乙类（B类）、甲乙类（类）、甲乙类（AB类）放大状态类）放大状态 在在图图7.1（b）中，有半个周期以上）中，有半个周期以上iC 0；图图7.1（c）中，）中，一周期内只有半个周期一周期内只有半个周期iC 0，它们分别称为甲乙类和乙类，它们分别称为甲乙类和乙类放大。甲乙类和乙类放大状态特别适合于功率放大电路场合。放大。甲乙类和乙类放大状态特别适合于功率放大电路场合。下一页下一页上一页上一页7.1概述概述7.1.3功率放大器的种类功率放大

4、器的种类（1）按照功率放大器与负载之间的耦合方式不同，可划分为：）按照功率放大器与负载之间的耦合方式不同，可划分为：变压器耦合功率放大器；变压器耦合功率放大器；电容耦合功率放大器；电容耦合功率放大器；直接直接耦合功率放大器；耦合功率放大器；桥接式功率放大器。桥接式功率放大器。（2）按照三极管静态工作点选择的不同，可划分为甲类（）按照三极管静态工作点选择的不同，可划分为甲类（A类）、乙类（类）、乙类（B类）、甲乙类（类）、甲乙类（AB类）、丙类（类）、丙类（C类）和丁类）和丁类（类（D类）等功率放大器。类）等功率放大器。上一页上一页返返 回回7.2互补对称功率放大器互补对称功率放大器7.2.1

5、OCL互补对称功率放大器互补对称功率放大器1.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 图图7.2为采用正、负双电源的互补对称功率放大电路。这为采用正、负双电源的互补对称功率放大电路。这种由两个三极管轮流导通的电路又称为种由两个三极管轮流导通的电路又称为“推挽式功率放大电推挽式功率放大电路路”。（1）电路的组成。在这个电路中，和集成运放）电路的组成。在这个电路中，和集成运放F007的输出的输出级一样，有两个互补的三极管级一样，有两个互补的三极管VT1和和VT2，VT1和和VT2的特性的特性参数相同，两个管子接成基极相连、发射极相连的对称的射参数相同，两个管子接成基极相连、发

6、射极相连的对称的射极输出器形式，所以叫做极输出器形式，所以叫做“互补对称功率放大互补对称功率放大”电路。电路。（2）工作原理。静态时，两管因没有基极偏置而处于截止状）工作原理。静态时，两管因没有基极偏置而处于截止状态，集电极静态电流约为零（只有很小的穿透电流态，集电极静态电流约为零（只有很小的穿透电流ICEO），），即即VT1和和VT2的静态工作点为的静态工作点为IC1=IC2，UCE1=-UCE2=UCC，静态工作点处在截止区，两功放管属于乙类工作状态，静态工作点处在截止区，两功放管属于乙类工作状态，输出电压为零，静态损耗也近似为零。输出电压为零，静态损耗也近似为零。下一页下一页7.2互补对

7、称功率放大器互补对称功率放大器7.2.1 OCL互补对称功率放大器互补对称功率放大器2.分析计算分析计算对乙类双电源互补对称功率放大电路的输出功率、效率等技对乙类双电源互补对称功率放大电路的输出功率、效率等技术指标进行图解分析，如术指标进行图解分析，如图图7.3所示。所示。（1）输出功率）输出功率Po和最大不失真输出功率和最大不失真输出功率Pom。设输出电压幅度为设输出电压幅度为Uom，当输入正弦信号时，有，当输入正弦信号时，有最大输出功率为最大输出功率为下一页下一页上一页上一页7.2互补对称功率放大器互补对称功率放大器7.2.1 OCL互补对称功率放大器互补对称功率放大器（2）直流电源提供的

8、功率）直流电源提供的功率PE。+UCC和和-UCC两个电源提供的总功率为两个电源提供的总功率为 电源提供的最大功率电源提供的最大功率PEm为为下一页下一页上一页上一页7.2互补对称功率放大器互补对称功率放大器7.2.1 OCL互补对称功率放大器互补对称功率放大器（3）效率）效率。一般情况下的效率为一般情况下的效率为 乙类双电源互补对称功率放大电路的最大效率为乙类双电源互补对称功率放大电路的最大效率为下一页下一页上一页上一页7.2互补对称功率放大器互补对称功率放大器7.2.1 OCL互补对称功率放大器互补对称功率放大器（4）管耗）管耗PV与功率三极管的选择。在忽略其他元件的损耗时，与功率三极管的

9、选择。在忽略其他元件的损耗时，电源供给的功率与放大器输出功率之差，就是两个管子的管电源供给的功率与放大器输出功率之差，就是两个管子的管耗。耗。故两管的总管耗为故两管的总管耗为PV=PV1+PV2最大管耗可表示为最大管耗可表示为当最大管耗发生时，输出功率为当最大管耗发生时，输出功率为下一页下一页上一页上一页7.2互补对称功率放大器互补对称功率放大器7.2.1 OCL互补对称功率放大器互补对称功率放大器（5）交越失真。）交越失真。和集成运算放大器的输出级一样，由于功率三极管存在死和集成运算放大器的输出级一样，由于功率三极管存在死区电压（硅管约为区电压（硅管约为0.5 V），只有当输入信号的幅值大于

10、），只有当输入信号的幅值大于0.5 V（对于（对于VT2应小于应小于0.5 V）以后，三极管才逐渐导通。因此输）以后，三极管才逐渐导通。因此输出波形在输入信号零点附近的范围出现出波形在输入信号零点附近的范围出现“交越失真交越失真”，如，如图图7.5所示。所示。下一页下一页上一页上一页7.2互补对称功率放大器互补对称功率放大器7.2.1 OCL互补对称功率放大器互补对称功率放大器3.甲乙类双电源互补对称功率放大电路甲乙类双电源互补对称功率放大电路（1）电路组成与工作原理。甲乙类双电源互补对称功率放大）电路组成与工作原理。甲乙类双电源互补对称功率放大电路的原理电路如电路的原理电路如图图7.6（a）

11、所示，）所示，VT1、VT2构成互补对称构成互补对称功率放大电路，功率放大电路，R1、R2、VD1、VD2为为VT1和和VT2静态偏置电静态偏置电流电路。流电路。图图7.6（b）为）为UBE扩大偏置的互补对称电路，扩大偏置的互补对称电路，VT3为输出级为输出级的前置级，偏置电压的前置级，偏置电压UAB的大小为的大小为下一页下一页上一页上一页7.2互补对称功率放大器互补对称功率放大器7.2.1 OCL互补对称功率放大器互补对称功率放大器（2）主要技术指标的计算。由）主要技术指标的计算。由图图7.6（b）知，为了提高功率）知，为了提高功率放大电路的效率，在保证消除交越失真的同时，甲乙类电路放大电路

12、的效率，在保证消除交越失真的同时，甲乙类电路的静态工作点位置仅比截止区稍高一点，集电极电流依然是的静态工作点位置仅比截止区稍高一点，集电极电流依然是一个相当小的数值，因此功率损耗只是略有增加，效率仍接一个相当小的数值，因此功率损耗只是略有增加，效率仍接近于原来的乙类互补对称电路，乙类功放的计算公式完全可近于原来的乙类互补对称电路，乙类功放的计算公式完全可以适用于甲乙类电路。以适用于甲乙类电路。下一页下一页上一页上一页7.2互补对称功率放大器互补对称功率放大器7.2.2 OTL互补对称功率放大器互补对称功率放大器OCL电路的低频响应好、便于集成化，但需要两个独立的电电路的低频响应好、便于集成化，

13、但需要两个独立的电源，有时使用不太方便。下面介绍可以使用单电源的互补对源，有时使用不太方便。下面介绍可以使用单电源的互补对称功率放大电路，叫做称功率放大电路，叫做OTL（Output Transformerless，无，无输出变压器）电路。输出变压器）电路。1.基本基本OTL电路电路 图图7.7为甲乙类单电源互补对称功率放大电路。为甲乙类单电源互补对称功率放大电路。2.桥式功率放大器（桥式功率放大器（BTL功放）功放）图图7.8为桥式互补对称功率放大电路。为桥式互补对称功率放大电路。下一页下一页上一页上一页7.2互补对称功率放大器互补对称功率放大器7.2.2 OTL互补对称功率放大器互补对称功

14、率放大器3.复合管（达林顿管）的功率放大器复合管（达林顿管）的功率放大器 构成复合管的时候应注意以下原则。构成复合管的时候应注意以下原则。（1）小功率管作为输入管，大功率管作为输出管。）小功率管作为输入管，大功率管作为输出管。（2）由于三极管存在穿透电流，常用硅管作为输入管以减小）由于三极管存在穿透电流，常用硅管作为输入管以减小穿透电流。穿透电流。（3）构成的复合管的导电类型（）构成的复合管的导电类型（NPN，PNP）由第一个管）由第一个管（输入管）的导电类型决定。（输入管）的导电类型决定。（4）复合管的输出能力取决于输出管，一般复合管的电流放）复合管的输出能力取决于输出管，一般复合管的电流放

15、大倍数约等于两管的乘积，即复合管的大倍数约等于两管的乘积，即复合管的12。图图7.9是几种典型的复合管的连接方法。是几种典型的复合管的连接方法。图图7.10是复合管的应用电路。是复合管的应用电路。上一页上一页返返 回回7.3集成功率放大器集成功率放大器集成功率放大电路大多工作在音频范围，除具有可靠性高、集成功率放大电路大多工作在音频范围，除具有可靠性高、使用方便、性能好、质量轻、造价低等集成电路的一般特点使用方便、性能好、质量轻、造价低等集成电路的一般特点外，还具有功耗小、非线性失真小和温度稳定性好、有各种外，还具有功耗小、非线性失真小和温度稳定性好、有各种过流、过压、过热保护等优点，被称为过

16、流、过压、过热保护等优点，被称为“傻瓜傻瓜”型的集成功型的集成功放，使用更加方便安全。集成功率放大器广泛应用于各种电放，使用更加方便安全。集成功率放大器广泛应用于各种电气电子设备中。气电子设备中。如如图图7.11（a）所示为集成功放的外形图。由于功率器件散热）所示为集成功放的外形图。由于功率器件散热是重大问题，所以必须在功率器件附近安装散热片，如是重大问题，所以必须在功率器件附近安装散热片，如图图7.11（b）所示为功率器件装上散热器的照片。）所示为功率器件装上散热器的照片。下一页下一页7.3集成功率放大器集成功率放大器1.小功率通用型集成功率放大器小功率通用型集成功率放大器LM386 LM3

17、86电路简单、通用型强，是目前应用较广的一种小功率电路简单、通用型强，是目前应用较广的一种小功率集成功放。集成功放。LM386的引脚排列图如的引脚排列图如图图7.12（a）所示，其封装形式为双列）所示，其封装形式为双列8脚。脚。LM386的内部电路图如的内部电路图如图图7.12（b）所示。）所示。LM386的主要性能参数见的主要性能参数见表表7.1。由由LM386组成的实际应用音频功率放大电路如组成的实际应用音频功率放大电路如图图7.13所示。所示。2.SHM1150型集成功率放大器型集成功率放大器 SHM1150型集成功率放大器是由双极型三极管和单极型型集成功率放大器是由双极型三极管和单极型

18、VMOS管组合成的功率放大器，管组合成的功率放大器，SHM1150型集成功率放大型集成功率放大器的内部简化原理图如器的内部简化原理图如图图7.14（a）所示。）所示。SHM1150接上电源即可作为双电源互补对称电路直接使接上电源即可作为双电源互补对称电路直接使用，如用，如图图7.14（b）所示。）所示。上一页上一页返返 回回7.4 MOSFET（功率场效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.1功率功率MOSFEF器件的优点器件的优点（1）功率）功率MOSFET器件的优点。功率器件的优点。功率MOSFET开关速度高，开关速度高，开关损耗小，是一种可以工作于高频的高速功率器件。开关损耗

19、小，是一种可以工作于高频的高速功率器件。（2）功率）功率MOSFET的漏电流的漏电流ID为负温度系数，热稳定性好、为负温度系数，热稳定性好、安全工作区宽，有安全工作区宽，有“自锁自锁”作用。作用。MOSFET的漏电流随温度的变化关系曲线如的漏电流随温度的变化关系曲线如图图7.15（a）所示。功率所示。功率MOSFET器件与双极型（器件与双极型（BJT）器件的安全工作）器件的安全工作区如区如图图7.15（b）所示。）所示。（3）功率）功率MOSFET器件的输入阻抗高，驱动电路简单，驱动器件的输入阻抗高，驱动电路简单，驱动功率小，容易与前级匹配。功率小，容易与前级匹配。（4）功率）功率MOSFET

20、的跨导的跨导gm线性高，放大失真小，频率响线性高，放大失真小，频率响应特性好。应特性好。下一页下一页7.4 MOSFET（功率场效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.1功率功率MOSFEF器件的优点器件的优点功率功率MOSFET的跨导为的跨导为与上式对应的与上式对应的gm-IDS关系曲线如关系曲线如图图7.16（a）所示。在图）所示。在图（a）中，当）中，当IDS400 mA（对应的（对应的UGS4 V）时，）时，gm不再随不再随 IDS（或（或UGS）变化，器件呈现出很好的线性。功率）变化，器件呈现出很好的线性。功率MOSFET器件与双极晶体管（器件与双极晶体管（BJT）转移特

21、性比较如）转移特性比较如图图7.16（b）所示。）所示。MOSFET器件与功率双极晶体管（器件与功率双极晶体管（BJT）器件的特性比较如）器件的特性比较如表表7.2所示。所示。下一页下一页上一页上一页7.4 MOSFET（功率场效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.2功率功率MOSFET器件的结构及主要参器件的结构及主要参数数1.IGBT的内部结构的内部结构 人们在人们在MOS器件中引入了双极晶体管，目的是想利用注入器件中引入了双极晶体管，目的是想利用注入载流子的电导调制效应来降低器件的导通电阻，其结构如载流子的电导调制效应来降低器件的导通电阻，其结构如图图7.17（a）所示，称

22、为）所示，称为“绝缘栅极晶体管绝缘栅极晶体管”，简称为，简称为IGBT或或IGT，它是功率，它是功率MOSFET的典型代表器件。从的典型代表器件。从图图7.17（a）知，）知，在其在其P+衬底上形成了一个衬底上形成了一个MOS栅控的栅控的P+NPN四层可控硅结构，四层可控硅结构，其等效电路如其等效电路如图图7.17（b）所示。）所示。下一页下一页上一页上一页7.4 MOSFET（功率场效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.2功率功率MOSFET器件的结构及主要参器件的结构及主要参数数2.主要极限参数主要极限参数（1）最大漏源电压）最大漏源电压UDS（max）：当漏源间电压超过此值

23、时，：当漏源间电压超过此值时，器件将产生雪崩击穿，并且可能因过热而烧坏，它决定了功器件将产生雪崩击穿，并且可能因过热而烧坏，它决定了功率率MOSFET器件的最高工作电压。器件的最高工作电压。（2）最大栅源电压）最大栅源电压UGS（max）：当栅源间电压超过此值时，：当栅源间电压超过此值时，将损坏栅极下面的氧化层，其值取决于栅氧化层的质量和厚将损坏栅极下面的氧化层，其值取决于栅氧化层的质量和厚度。一般情况下，有度。一般情况下，有下一页下一页上一页上一页7.4 MOSFET（功率场效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.2功率功率MOSFET器件的结构及主要参器件的结构及主要参数数（3

24、）最大连续漏电流）最大连续漏电流IDS：当漏电流超过此值时，器件可能因过：当漏电流超过此值时，器件可能因过热而损坏，它决定了器件连续工作时的最大漏电流。热而损坏，它决定了器件连续工作时的最大漏电流。（4）最大脉冲漏电流：脉冲电流超过此值时，可能出现足以烧）最大脉冲漏电流：脉冲电流超过此值时，可能出现足以烧毁器件的峰值。毁器件的峰值。（5）室温（）室温（25）时的最大功耗）时的最大功耗PDM：在室温（：在室温（25）下，器件）下，器件的有源区将出现过热现象。的有源区将出现过热现象。（6）安全工作区：器件的电压）安全工作区：器件的电压UDS和电流和电流IDS都只能工作在上述都只能工作在上述极限参数

25、之内，否则就不安全。该区域称为器件的安全工作区，极限参数之内，否则就不安全。该区域称为器件的安全工作区，如如图图7.18所示。所示。（7）线性下降因子：当温度升高时，器件最大功耗的减少值称）线性下降因子：当温度升高时，器件最大功耗的减少值称为线性下降因子。为线性下降因子。下一页下一页上一页上一页7.4 MOSFET（功率场效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.2功率功率MOSFET器件的结构及主要参器件的结构及主要参数数3.静态参数静态参数（1）阈值电压）阈值电压Uth：使沟道区表面产生强反型层时所需加的：使沟道区表面产生强反型层时所需加的栅电压。室温下，增强型器件的阈值电压应在

26、栅电压。室温下，增强型器件的阈值电压应在1.5 V以上，以以上，以保证在高温下未加栅压时器件仍处于截止状态。保证在高温下未加栅压时器件仍处于截止状态。（2）导通电阻）导通电阻Ron：指器件在导通时（即：指器件在导通时（即UGSUth时）漏电流时）漏电流ID从漏极从漏极D流向源极流向源极S所遇到的总电阻。所遇到的总电阻。（3）通态漏电流：指）通态漏电流：指UGS=10 V，UDS为某一适当值（在该值为某一适当值（在该值下使漏电流达到饱和但又不致使器件的功耗过大而被烧坏）下使漏电流达到饱和但又不致使器件的功耗过大而被烧坏）时的漏电流。时的漏电流。下一页下一页上一页上一页7.4 MOSFET（功率场

27、效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.2功率功率MOSFET器件的结构及主要参器件的结构及主要参数数（4）断态漏电流：指当）断态漏电流：指当UGS=0 V时的漏电流。时的漏电流。（5）漏源饱和电压：等于器件的导通电阻）漏源饱和电压：等于器件的导通电阻Ron与漏电流与漏电流ID的乘积，为的乘积，为ID*Ron。4.动态参数（见本书动态参数（见本书1.3.2中有关叙述）（常用中有关叙述）（常用IGBT的型的型号、主要参数封装形式见表号、主要参数封装形式见表8.4）下一页下一页上一页上一页7.4 MOSFET（功率场效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.3 15 W高保真

28、音频功率放大器高保真音频功率放大器 15 W音频功率放大电路如音频功率放大电路如图图7.19所示，其输出级由一所示，其输出级由一对互补功率对互补功率MOS器件构成。其中器件构成。其中P沟道沟道FET由两个由两个P沟道功沟道功率率MOSBD512并联而成，这样就可以与并联而成，这样就可以与N沟道功率沟道功率MOSBD522基本匹配，这一对互补功率基本匹配，这一对互补功率MOS管都是采用管都是采用共源极放大电路，这样可以使该级获得较大的电压增益。共源极放大电路，这样可以使该级获得较大的电压增益。结型结型FET2N4391为本功放的输入级，为本功放的输入级，R4为该级的负载为该级的负载电阻，电阻，R

29、5、R18和和C2组成源极负反馈电路，组成源极负反馈电路，R5、R6为该级的为该级的偏置电压电路。偏置电压电路。本音频功放的失真与输出功率的关系曲线如本音频功放的失真与输出功率的关系曲线如图图7.20所示。所示。从图中知，加入负反馈后可以减小失真，但使电压增益降低。从图中知，加入负反馈后可以减小失真，但使电压增益降低。下一页下一页上一页上一页7.4 MOSFET（功率场效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.4 12 W低失真双通道集成功放低失真双通道集成功放TDA1521A TDA1521A的封装图如的封装图如图图7.21（a）所示，其引脚功能）所示，其引脚功能为：为：同相输入；

30、同相输入；输入地；输入地；补偿；补偿；输出；输出；负电源负电源 -UCC；输出；输出；电源电源UCC；地；地；反相输入。其性能参反相输入。其性能参数见数见表表7.3。在。在图图7.21（b）中，两个通道的功放均构成）中，两个通道的功放均构成OCL电路，输入电压电路，输入电压ui1、ui2分别经分别经220 nF的耦合电容加的耦合电容加到芯片的第到芯片的第、引脚，输出端直接接到扬声器负载。输出引脚，输出端直接接到扬声器负载。输出所接的所接的22 nF电容与电容与8.2电阻的串联支路为相位补偿电路，电阻的串联支路为相位补偿电路，用来防止电路用来防止电路“自激自激”。C3、C4和和C7均为电源支耦电

31、容。使均为电源支耦电容。使用时，应给用时，应给TDA1521A外接散热器，且散热器与负电源外接散热器，且散热器与负电源-UCC相连。相连。下一页下一页上一页上一页7.4 MOSFET（功率场效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.5丁类音频功率放大器丁类音频功率放大器功率放大器按照功放管导通角功率放大器按照功放管导通角Q与转换效率与转换效率的不同，可分为的不同，可分为甲（甲（A），乙（），乙（B），丙（），丙（C），丁（），丁（D），戊（），戊（E）等类型，）等类型，见见表表7.4。丁类开关音频功率放大器如丁类开关音频功率放大器如图图7.22所示。在所示。在图图7.22（a）中，）

32、中，功率开关器件工作在开关状态：导通时，器件进入饱和区，功率开关器件工作在开关状态：导通时，器件进入饱和区，其内阻接近于零；器件截止时，电流为零，其内阻接近于无其内阻接近于零；器件截止时，电流为零，其内阻接近于无穷大。穷大。图（图（a）中的音频信号与）中的音频信号与500 kHz的三角波通过电压比较器的三角波通过电压比较器进行连续的比较。如果音频信号比三角波的电平高，则比较进行连续的比较。如果音频信号比三角波的电平高，则比较器输出高电平；反之，则比较器输出低电平。器输出高电平；反之，则比较器输出低电平。图图7.23给出了给出了电压比较器进行连续比较的结果。电压比较器进行连续比较的结果。下一页下

33、一页上一页上一页7.4 MOSFET（功率场效应管）（功率场效应管）功率放大器功率放大器7.4.5丁类音频功率放大器丁类音频功率放大器由由图图7.23（b）知，在比较器的输出端得到的输出脉冲的宽）知，在比较器的输出端得到的输出脉冲的宽度与输入信号的幅度成正比，并用该输出脉冲来控制正、负度与输入信号的幅度成正比，并用该输出脉冲来控制正、负电源的功率开关，根据开通与关闭正、负电源持续时间的长电源的功率开关，根据开通与关闭正、负电源持续时间的长短，来调节通过负载电流的多少。利用与负载串联的高效低短，来调节通过负载电流的多少。利用与负载串联的高效低通滤波器，滤去开关脉冲的瞬态载波信号，结果在负载端便通

34、滤波器，滤去开关脉冲的瞬态载波信号，结果在负载端便得到一个与输入信号成正比的音频信号，从而实现了音频功得到一个与输入信号成正比的音频信号，从而实现了音频功率放大。率放大。功率功率MOSFET的出现，为实现丁类开关功率放大器提供了理的出现，为实现丁类开关功率放大器提供了理想的器件基础，使得目前在大功率立体声音响设备中，丁类想的器件基础，使得目前在大功率立体声音响设备中，丁类音频功率放大器日益得到广泛的应用。音频功率放大器日益得到广泛的应用。上一页上一页返返 回回小结小结（1）功率放大器有三大主要特点：一是要求功率放大电路既）功率放大器有三大主要特点：一是要求功率放大电路既能够向负载提供足够大的输

35、出功率，又具有较高的转换效率；能够向负载提供足够大的输出功率，又具有较高的转换效率；二是功率器件通常工作在大信号状态，既要设法减小输出波二是功率器件通常工作在大信号状态，既要设法减小输出波形的非线性失真，又要注意功率器件的各项极限参数不要超形的非线性失真，又要注意功率器件的各项极限参数不要超过额定值，以确保功率放大电路的安全；三是对功率放大电过额定值，以确保功率放大电路的安全；三是对功率放大电路的分析方法通常采用图解法，而不采用微变等效电路法。路的分析方法通常采用图解法，而不采用微变等效电路法。（2）常用的功率放大电路有）常用的功率放大电路有OTL、OCL互补对称电路，互补对称电路，BTL桥接

36、推挽电路。桥接推挽电路。（3）互补对称电路的基本性能参数比较见）互补对称电路的基本性能参数比较见表表7.5。下一页下一页小结小结（4）由于集成功率放大器具有温度稳定性好，转换效率高，）由于集成功率放大器具有温度稳定性好，转换效率高，功耗低、非线性失真小、使用方便等许多突出的优点，目前功耗低、非线性失真小、使用方便等许多突出的优点，目前已经得到广泛的应用。集成功放的产品型号很多，本章以已经得到广泛的应用。集成功放的产品型号很多，本章以LM386、TDA1521A为例介绍了常用的集成功放的引脚排为例介绍了常用的集成功放的引脚排列图、主要技术参数及其典型应用电路。列图、主要技术参数及其典型应用电路。

37、（5）丁类、戊类功率放大器的静态工作点）丁类、戊类功率放大器的静态工作点Q设置在器件输出设置在器件输出特性曲线的截止区，甚至更低，晶体管工作在开关状态，配特性曲线的截止区，甚至更低，晶体管工作在开关状态，配合合LC谐振电路，在理想情况下，其转换效率可达谐振电路，在理想情况下，其转换效率可达100%。上一页上一页返返 回回图图7.1功率放大电路的三种工作状态功率放大电路的三种工作状态返返 回回图图7.2乙类双电源互补对称功率放大乙类双电源互补对称功率放大电路电路返返 回回图图7.3乙类双电源互补对称功率放大乙类双电源互补对称功率放大电路图解分析（正半周）电路图解分析（正半周）返返 回回图图7.5

38、乙类双电源互补对称功率放大乙类双电源互补对称功率放大电路的交越失真电路的交越失真返返 回回图图7.6甲乙类双电源互补对称功率放甲乙类双电源互补对称功率放大电路大电路返返 回回图图7.7甲乙类单电源互补对称功率放甲乙类单电源互补对称功率放大电路大电路返返 回回图图7.8桥式互补对称功率放大电路桥式互补对称功率放大电路（BTL电路）电路）返返 回回图图7.9复合管的接法复合管的接法返返 回回图图7.10采用复合管的准互补对称功采用复合管的准互补对称功率放大器率放大器返返 回回图图7.11集成功放及大功率集成功放及大功率BJT安装安装散热器散热器返返 回回图图7.12集成功率放大器集成功率放大器LM

39、386返返 回回图图7.13 LM386典型应用电路典型应用电路返返 回回表表7.1 LM386的主要性能参数的主要性能参数返返 回回图图7.14 SHM1150型集成功率放型集成功率放大器大器返返 回回图图7.15 MOSFET的负温度特性的负温度特性返返 回回图图7.16功率功率MOSFET器件的跨导与器件的跨导与转移特性转移特性返返 回回表表7.2功率功率MOSFET器件与功率双极器件与功率双极型器件的特性比较型器件的特性比较返返 回回图图7.17 IGBT的结构及其等效电路的结构及其等效电路返返 回回图图7.18功率功率MOSFET器件的安全工器件的安全工作区（作区（SOA）返返 回回

40、图图7.19 15 W高保真音频功放电路高保真音频功放电路返返 回回图图7.20音频功放的总谐波失真与输音频功放的总谐波失真与输出功率间的关系曲线出功率间的关系曲线返返 回回图图7.21 TDA1521A封装图及典型应封装图及典型应用电路用电路返返 回回表表7.3 TDA1521A的性能参数的性能参数下一页下一页表表7.3 TDA1521A的性能参数的性能参数返返 回回上一页上一页表表7.4不同类型功率放大器的特征比不同类型功率放大器的特征比较较返返 回回图图7.22丁类开关音频功率放大器丁类开关音频功率放大器返返 回回图图7.23电压比较器的输入与输出电压比较器的输入与输出返返 回回表表7.5互补对称电路的基本性能参数互补对称电路的基本性能参数比较表比较表下一页下一页表表7.5互补对称电路的基本性能参数互补对称电路的基本性能参数比较表比较表返返 回回上一页上一页