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1、课程主讲人：（本科）第5章 功率放大电路ppt课件第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路电气与电子工程学院第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路例：例： 扩音系统扩音系统实际负载实际负载什么是功率放大器？什么是功率放大器？ 在电子系统中，模拟信号被放大后，在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的负载。能输出较大功率的放大器称为往往要去推动一个实际的负载。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。功率放大器。功功率率放放大大电电压压放放大大信信号号提提取取第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路1. 输
2、出功率和效率。输出功率和效率。最大输最大输出功率出功率2. 晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。cmcemcmcemom2122IUIUP 输出功率输出功率直流电源直流电源提供功率提供功率 功放电路中，选用功放电路中，选用 极限参数极限参数,称为称为尽限状态。尽限状态。(),CMCMBR CEOUIP第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路1. 根据负载要求，提供所需要的输出功率。根据负载要求，提供所需要的输出功率。cmcemcmcemom2122IUIUP 2. 具有较高的效率具有较高的效率3. 尽量减小非线性失真。尽量减小非线性失真。分析方法分析方法
3、：图解法：图解法功放的电路形式功放的电路形式：互补对称式电路：互补对称式电路4 4 .注意功率输出管的散热问题。注意功率输出管的散热问题。 电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管的集电极电流近似为的集电极电流近似为0。第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路散热器装有散热器的功放第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路 分类如下：分类如下： 功率功率放大电路按照放大信号的放大电路按照放大信号的频率频率分为分为低频低频功率放功率放大电路（几十大电路（几十Hz几十几十KHz）和）和高频高频功率放大电路（几功率放大电路（几百百KHz几十几十MHz）。）。 功
4、率功率放大电路按输出端与负载的放大电路按输出端与负载的耦合方式耦合方式的不同，的不同，分为分为变压器耦合变压器耦合方式、方式、无输出变压器（无输出变压器（OTLOTL）方式和方式和无无输出电容（输出电容（OCLOCL）方式。方式。 按照三极管按照三极管静态工作点设置的不同常分为静态工作点设置的不同常分为甲类甲类功率功率放大电路、放大电路、乙类乙类功率放大电路和功率放大电路和甲乙甲乙类功率放大电路等类功率放大电路等。第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路交流负载线交流负载线0iC0IBQICQUCEQuCEiC Q0uCEtt2 22 2（1）甲类）甲类放大放大第第5 5章章 功率放大电路功率
5、放大电路交流负载线交流负载线0iC0IBQICQUCEQuCEiC Q0uCEtt2 22 2如果输入信号为零，如果输入信号为零， 仍然会无谓的消耗功率，所以效率比较低。仍然会无谓的消耗功率，所以效率比较低。（1）甲类）甲类放大放大第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路交流负载线交流负载线0iC0UCEQuCEiC Q0uCEtt2 22 2（2）甲乙类放大）甲乙类放大 Q Q靠近截止区，使得三极管的导通角在靠近截止区，使得三极管的导通角在 和和 之间之间称为甲称为甲乙类放大乙类放大。2 2第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路交流负载线交流负载线0iC0ICQUCEQuCEiC Q0uC
6、Ett2 22 2（3）乙类放大）乙类放大 Q Q点进入点进入截止区，使得三极管的导通角截止区，使得三极管的导通角等于等于 ，称为乙类称为乙类放大放大。第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路5.2.3 5.2.3 甲乙类甲乙类OTLOTL互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路5.2.2 5.2.2 甲乙类甲乙类OCLOCL互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路 5.2.4 5.2.4 采用复合管的互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路+VCCRbVT1ui+uo+RL1.1.电路组成电路组成+VCCVT1ui+uo+RL电源不提供电
7、流，电源不提供电流，静态功耗为零静态功耗为零。静态时静态时，第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路1.1.电路组成电路组成+VCCVT1ui+uo+RLt2 20ui0ict2 20uot2 2ic第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路1.1.电路组成电路组成+VCCVT1ui+uo+RLVCCVT2ui+uo+RL第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路uo+RLVCCVT2ui+uo+RL+VCCVT1ui+RLVT2VCCuiuoVT2VCCui1.1.电路组成电路组成第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路uo+RL+VCCVT1VT2VCCui1.1.电路组成电路组成t2 20u
8、o图图5.2.1 5.2.1 乙类乙类OCLOCL互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路uo+RL+VCCVT1VT2VCCui1.1.电路组成电路组成第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路2.2.工作原理工作原理uo+RL+VCCVT1VT2VCCui静态时静态时u i=0ABRL上无电流流过，没有压降。上无电流流过，没有压降。 UB=UA=0V IBICICIL两管两管IB=0， IC=0工作于工作于乙类乙类工作状态工作状态第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路+VCCVT1 RL “地地”RL+VCCVT1VT2VCCuiic1ic2iLt0
9、ui在在ui正半周正半周VT2截止截止电流通路为：电流通路为：uo+VT1导通，导通，t0uo0ic1t0ic2t第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路“地地” RL VT2 VCCRL+VCCVT1VT2VCCuiic1ic2iLt0ui在在ui负半周负半周VT2导通导通电流通路为：电流通路为：uo+VT1截止，截止，t0uo0ic1t0ic2t2 22 22 2两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路00 uCE1iC1 iC2 -uCE1VCCVCCRL+VCCVT1VT2VCCuiic1ic2
10、iLuo+QQ3.3.主要参数的估算主要参数的估算 采用图解法采用图解法第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路0uCE1iC1 -uCE1VCCRL+VCCVT1VT2VCCuiic1ic2iLuo+Q0 iC2 VCCQ图解法图解法图图5.2.2 5.2.2 乙类乙类OCLOCL互补对称电路的图解法互补对称电路的图解法第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路0uCE1iC1 -uCE1VCCRL+VCCVT1VT2VCCuiic1ic2iLuo+Q0 iC2 At0uiUcem1Icm1BIcm2Ucem2（1 1）最大输出功率）最大输出功率 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路0uC
11、E1iC1 -uCE1VCCQ0 iC2 AUcem1Icm1BIcm2Ucem2Icm1 = Icm2 IcmUcem = VCC - - UCESUcem1 = Ucem2 = Ucem第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路0uCE1iC1 -uCE1VCCQ0 iC2 AUcem1Icm1BIcm2Ucem2 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路问问：Uom=？ PT1最大最大, PT1max=？omL0.2P0.22R三极管的耗散功率三极管的耗散功率P PT T 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路（4）功率管的选择）功率管的选择PCM PT1max = 0.2PomRL+V
12、CCVT1VT2VCCuiic1ic2iLuo+第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路-uCE1RL+VCCVT1VT2VCCuiic1ic2iLuo+图图5.2.3 5.2.3 乙类乙类OCLOCL互补对称电路的波形图互补对称电路的波形图4 4交越失真交越失真第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路0tiC10tiC20tiL0tui死区电压死区电压交越失真交越失真RL+VCCVT1VT2VCCuiic1ic2iLuo+1.1.电路组成电路组成 5.2.2 5.2.2 甲乙类甲乙类OCLOCL互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路0iC10uCE1
13、tt0uCE1iC1 VCCQRL+VCCVT1VT2VCCuiic1ic2iLuo+甲乙类状态。甲乙类状态。1.1.电路组成电路组成 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RL+VCCVT1VT2VCCuiic1ic2iLuo+RVD1VD2uiR1R21.1.电路组成电路组成 5.2.4 甲乙类甲乙类OCL 互补对称电路互补对称电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RL+VCCVT1VT2VCCic1ic2iLuo+RVD1VD2uiR1R2A2.2.工作原理工作原理静态时，静态时，UA=0VR、VD1、VD2 为两管为两管提供一小的静态偏置电压，提供一小的静态偏置电压，使得在输入
14、信号等于零时，使得在输入信号等于零时，管子微导通，以克服交越失管子微导通，以克服交越失真。真。第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT1VT2ic1ic2iLuo+RVD1VD2uiR1R2Atui0tiC10tiC2OtuO02.2.工作原理工作原理 +VCCVCC参数计算参数计算 同乙类同乙类OCLOCL。5.2.5 甲乙类甲乙类OCL 互补对称电路的波形图互补对称电路的波形图第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT2VT3ic2ic3iLuo+RVD1VD2uiRC1RC3VT4R2R1VT1+VCCVCCui互补对称功放电路设置适当的互补对称功放电路设置适当的静态工作偏
15、流的方法很多，静态工作偏流的方法很多，如图所示电路为利用如图所示电路为利用U UBEBE 扩大扩大电路电路进行偏置的进行偏置的OCLOCL互补对称互补对称电路。电路。 5.2.6 利用利用U UBEBE 扩大电路进行偏置的扩大电路进行偏置的OCL 电路电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT2VT3ic2ic3iLuo+RC1RC3VT4R2R1VT1+VCCVCCuiUBE扩大扩大电路电路IB4UCE4+UBE4+CE4BE4UU 合理选择合理选择R R1 1、R R2 2，则，则b b2 2、b b3 3间可得到间可得到 U UBE4 BE4 任意倍的电任意倍的电压。压。第第5
16、 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT1VT2ic1ic2iLuo+RVD1VD2uiR1R2A+VCCVCCC5.2.3 5.2.3 甲乙类甲乙类OTLOTL互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路 1.1.电路组成电路组成 5.2.7 甲乙类甲乙类OTL 互补对称电路互补对称电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT1VT2ic1ic2iLuo+RVD1VD2uiR1R2A+VCCC12CCV2.工作原理工作原理第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT1VT2ic1ic2iLuo+RVD1VD2uiR1R2A+VCCC2.工作原理工作原理B静态时静态时ACC12UV
17、CCC12UV 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT1VT2ic1ic2iLuo+RVD1VD2uiR1R2A+VCCCBtui0CC12V动态时动态时导通导通截止截止第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT1VT2ic1ic2iLuo+RVD1VD2uiR1R2A+VCCCBtui0CC12V动态时动态时导通导通截止截止第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路0uCE1iC1 -uCE1VCCQ0 iC2 AUcem1Icm1BIcm2Ucem2（1 1）最大输出功率）最大输出功率 CC2VCESCCcem2UVU 2CC22CEScemCComcemcmLLL()111
18、122228VUUVPUIRRR 3.3.主要参数的估算主要参数的估算 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路0uCE1iC1 -uCE1Q0 iC2 AUcem1Icm1BIcm2Ucem2CC2V 2CCCCcmCCCComEcm0LL1sind()22VVIVVUPIttRR . %PP omomE E78 578 5第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路（3）功率管的极限参数）功率管的极限参数 集电极最大允许电流集电极最大允许电流Icm CCcmLVIR 2 2集电极最大允许反向电集电极最大允许反向电压压UBR(CEO) BR(CEO)CCUV RLVT1VT2ic1ic2iLuo
19、+RVD1VD2R1R2A+VCCCB导通导通截止截止第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路2T10omom02CComomL1d()2sin11 =(sin)d()221()24CE CCCLPuitUtVUttRVUUR 问问：Uom=？ PT1最大最大, PT1max=？用用PT1对对Uom求导，并令导数求导，并令导数=0，得出：，得出：PT1max发生在发生在Uom=0.3VCC处。将处。将Uom=0.3VCC代入代入PT1表达式表达式：集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率PCM 2CCTmom2L0.24VPPR 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路带自举的带自举的OT
20、L甲乙类互补对称电路甲乙类互补对称电路 带带自举的自举的 OTLOTL甲乙类互补对称电路甲乙类互补对称电路CCKVU21333DCCcCKUVI RUU33332121RCCcCCCUVRIVU第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路实际的功率放大电路实际的功率放大电路1. OTL 音频功率放大电路音频功率放大电路中中间间级级前前置置放放大大级级功功率率放放大大级级第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路2. OTL 高保真功率放大电路高保真功率放大电路高保真高保真 OTL 功率放大电路功率放大电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路增加复合管的目的：增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力扩
21、大电流的驱动能力。 1 2晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。复合复合NPN型型复合复合PNP型型cebCibieiT12TbcebiTiCeicbeibTTe1C2iibecieiiCTb5.2.4 5.2.4 采用复合管的互补对称功率放大电路采用复合管的互补对称功率放大电路 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路becVT1VT2becVT1VT2becVT1VT2becVT1VT2同型号同型号NPN型管复合成型管复合成NPN型型同型号同型号PNP型管复合成型管复合成PNP型型不不同型号管同型号管子子复合成复合成NPN型型不不同型号管同型号管子
22、子复合成复合成PNP型型（+）（+）（+）（+）（+）（+）（+） （+）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）复合管有四种连接方法。复合管有四种连接方法。 1 1复合管的接法复合管的接法 图图5.2.10 5.2.10 复合管的接法及图片复合管的接法及图片第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路构成复合管时注意构成复合管时注意1) 前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电流与后级输入电流实际方向一致。流与后级输入电流实际方向一致。2)外加电压的极性应保证前后两个管子均为发射结外加电压的极性应保证前后两个管子均为发射结正偏，集电结反偏，使管
23、子工作在放大区。正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。becVT1VT2iBiCiEiE1 = iB2becVT1VT2iBiEiCiC1 = iB2（+）（+）（ ）（ ）（+）（ ）（+）（ ）第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路优点优点可以获得很高的电流放大系数可以获得很高的电流放大系数 ；提高中间级的输入电阻；提高中间级的输入电阻；提高了集成运放总的电压放大倍数。提高了集成运放总的电压放大倍数。复合管的构成：复合管的构成：由两个或两个以上三极管组成。由两个或两个以上三极管组成。构成复合管时构成复合管时第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路iB=iB1iC2iCiE1 = iB2V
24、T1bVT2eciC1复合管共射电流放大系数复合管共射电流放大系数 值值CBii 由图可见由图可见则则C121212Bii iE第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路iBiB1iC2iCiEiE1 = iB2VT1bVT2eciC1复合管输入电阻复合管输入电阻 rbe2be11beBBEbe)1(rriur 其中其中BEB1 be1B2 be2B1be11be2(1)ui ri rirr 所以所以显然，显然， 、rbe 均比一个管子均比一个管子 1、rbe1 提高了很多倍。提高了很多倍。uBE+第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路bebe11be21 be2(1)rrrrbebe1rr
25、（1 1）任意两只三极管适当连接可以等效为一只三极管，）任意两只三极管适当连接可以等效为一只三极管，其等效后的型号与其等效后的型号与第一只管子第一只管子的型号相同；的型号相同；（2 2）等效管子的电流放大系数近似为两只管子放大系）等效管子的电流放大系数近似为两只管子放大系数的乘积，即数的乘积，即 12（3 3）等效管子的输入电阻为）等效管子的输入电阻为同型号的两只管子同型号的两只管子复合时，复合时， 不同型号的两只管子不同型号的两只管子复合时，复合时， 结结 论论 （4 4）在集成运放中，复合管不仅用于中间级，也常用在集成运放中，复合管不仅用于中间级，也常用 于输入级和输出级。于输入级和输出级
26、。第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT1VT2uo+RVD1VD2uiR1R2+VCCVCCVT3VT4缺点：缺点：由于由于 VT3、VT4 类型不同，互补性差。类型不同，互补性差。2 2复合管组成的互补对称功率放大电路复合管组成的互补对称功率放大电路 图图5.2.11 5.2.11 复合管组成的互补对称功率放大电路复合管组成的互补对称功率放大电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT1VT2uo+RVD1VD2uiR1R2+VCCVCCVT3VT4第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路RLVT1VT2uo+RVD1VD2uiR1R2+VCCVCCVT3RC1VT4VT
27、4RC23.3.复合管准互补对称功率放大电路复合管准互补对称功率放大电路图图5.2.12 5.2.12 复合管组成的准互补对称功率放大电路复合管组成的准互补对称功率放大电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路5.3 5.3 集成功率放大电路集成功率放大电路5.3.1 LM3865.3.1 LM386通用型集成功率放大电路通用型集成功率放大电路 5.3.2 5.3.2 专用型集成功率放大电路专用型集成功率放大电路XG4140XG4140 5.3.3 5.3.3 音频集成功率放大电路音频集成功率放大电路CD4100CD4100 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路5.3 5.3 集成功率放
28、大电路集成功率放大电路 集成功率放大器由于不仅具有集成功率放大器由于不仅具有体积小、重量轻、成体积小、重量轻、成本低、外围元件少，安装调试简单，使用方便本低、外围元件少，安装调试简单，使用方便等优点等优点, ,而而且在性能上也优于分立元件，例如温度稳定性好，功耗小、且在性能上也优于分立元件，例如温度稳定性好，功耗小、失真小。特别是集成功率放大器内部还设置有过热、过电失真小。特别是集成功率放大器内部还设置有过热、过电流、过电压等自动保护功能的电路对电路自行进行保护。流、过电压等自动保护功能的电路对电路自行进行保护。 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路集成功率放大器集成功率放大器第第5 5章
29、章 功率放大电路功率放大电路 1 1LM386LM386内部电路内部电路 LM386LM386内部电路原理图如图所示。与通用型集成运内部电路原理图如图所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路放相类似，它是一个三级放大电路。图图5.3.1 LM3865.3.1 LM386内部原理电路内部原理电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路43215678LM386增益增益设定设定反相反相输入输入同相同相输入输入地地正电正电源端源端输输出出旁路旁路电容电容增益增益设定设定 电路单电源供电。在、间接一个可调电阻电容串联电路单电源供电。在、间接一个可调电阻电容串联网络，就可改变功放的增益，其可调
30、范围为网络，就可改变功放的增益，其可调范围为20200倍。倍。RC LM386供电电压为供电电压为412V，在，在Vcc=6V时可驱动时可驱动4负载，负载，9V时可驱动时可驱动8负载。负载。图图5.3.1 LM3865.3.1 LM386外部引线图和图片外部引线图和图片第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路2 2LM386LM386组成组成OTLOTL电路电路调节调节电阻电阻R1的大小，其功放的增益可调范围为的大小，其功放的增益可调范围为20200倍。倍。 如果在如果在1和和8之间之间断开断开时，电路增益为时，电路增益为20；如果在如果在1和和8之间之间外接外接10uF的电容器的电容器C1时
31、，电路增益为时，电路增益为200；如果在如果在1和和8之间接入之间接入1.2K电阻电阻R1和和10uF的电容器的电容器C1时，则电时，则电路增益为路增益为50；图图5.3.3 5.3.3 由由LM386LM386组成的组成的OTLOTL音频放大电路音频放大电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路由由LM386LM386组成的简单组成的简单OTLOTL音频放大电路音频放大电路 若增益只需若增益只需2020倍，且电路无自激，则增益调节网络、倍，且电路无自激，则增益调节网络、相位补偿网络及电源退耦网络都可消去，可变成简单的相位补偿网络及电源退耦网络都可消去，可变成简单的外围应用电路，外围应用电路
32、，第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路3 3LM386LM386组成组成BTLBTL电路电路 桥式推挽功率放大电路（也称为桥式推挽功率放大电路（也称为平衡式无输出变压平衡式无输出变压器电路器电路），简称为），简称为BTL(Bridge-Tied-load)BTL(Bridge-Tied-load)电路电路。其主。其主要特点是在同样电源电压和负载电阻条件下，它可得到要特点是在同样电源电压和负载电阻条件下，它可得到比比OCLOCL或或OTLOTL电路大几倍的输出功率，其工作原理图如图电路大几倍的输出功率，其工作原理图如图所示。所示。 BTLBTL原理电路原理电路第第5 5章章 功率放大电路功率
33、放大电路由由LM386LM386组成的组成的BTLBTL电路电路 当两片当两片OTLOTL的输入端同时加入信号后，由于两端的输入端同时加入信号后，由于两端输出相位相反，因此负载上的电压为单个输出相位相反，因此负载上的电压为单个OTLOTL驱动时驱动时输出电压信号的两倍，从而使最大输出功率增大到单输出电压信号的两倍，从而使最大输出功率增大到单个个OTLOTL驱动的驱动的4 4倍倍。 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路 XG4140 XG4140是一种专用型集成音响功放电路，它具静态电是一种专用型集成音响功放电路，它具静态电流小、效率高、失真小、电源电压范围宽等优点。流小、效率高、失真小、电
34、源电压范围宽等优点。 图图5.3.7 XG41405.3.7 XG4140的内部电路原理图的内部电路原理图第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路 其中其中C1用于滤掉输入信号中的高频分量用于滤掉输入信号中的高频分量，C2是输入耦合电容是输入耦合电容；C3、RF支路与芯片支路与芯片内部内部R16构成反馈网络，引入总体电压串联负反馈，稳定电路的放大倍数，提高输入构成反馈网络，引入总体电压串联负反馈，稳定电路的放大倍数，提高输入电阻电阻；C4为相位补偿电容，消除高频自激为相位补偿电容，消除高频自激；C6是输出耦合电容是输出耦合电容；C7是自举电容，它是自举电容，它与集成电路内部组成自举电路与集成电
35、路内部组成自举电路；C8是电源滤波电容是电源滤波电容；C5是用于抵消扬声器的感抗在是用于抵消扬声器的感抗在高频时的作用，以防止自激振荡高频时的作用，以防止自激振荡；C9是消振电容是消振电容。 图图5.3.8 XG41405.3.8 XG4140的典型应用电路的典型应用电路第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路 CD4100是驱动负载电阻为是驱动负载电阻为4、推荐电源电压为、推荐电源电压为6V和输出和输出功率典型值为功率典型值为1.0W的单片式集成音频功率放大电路。的单片式集成音频功率放大电路。该电路该电路的优点是充分考虑了用于电池供电的降压特性，所以最适用于的优点是充分考虑了用于电池供电的降
36、压特性，所以最适用于磁带录音机、收音机和对讲机等输出级中。磁带录音机、收音机和对讲机等输出级中。 CD4100CD4100外形及实用电路举例外形及实用电路举例第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路1 1乙类乙类OCLOCL功率放大电路仿真功率放大电路仿真R320V13 V 1kHz 0Deg VCC18VVEE-18V0XSC1ABExt Trig+_+_Q12N2218Q22N2904VCCVEEU1DC 10M0.016V+-1U2DC 10M-0.130mV+-305.4 OCL5.4 OCL互补对称功率放大电路的仿真互补对称功率放大电路的仿真乙乙类类OCLOCL功率放大电路仿真功率放
37、大电路仿真第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路图图5.4.2 5.4.2 交越失真交越失真第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路R12.0kR22.0kR320VCC18VVEE-18VVCC0XSC1ABExt Trig+_+_3Q12N2218Q22N2904D11N3064D21N3064VEEV13 V 1kHz 0Deg U1DC 10M0.017V+-5U2DC 10M0.683V+-402图图5.4.3 5.4.3 甲甲乙类乙类OCLOCL功率放大电路仿真功率放大电路仿真第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路输出功率为输出功率为如果输入信号足够大，不考虑如果输入信号足够大
38、，不考虑UCES该电路最大输出功率为该电路最大输出功率为图图5.4.3 5.4.3 甲甲乙类乙类OCLOCL功放电路仿真波形图功放电路仿真波形图第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路1功率放大电路是在大信号下工作，通常采用图解法功率放大电路是在大信号下工作，通常采用图解法进行分析。研究的重点是如何在允许的失真情况下，尽可进行分析。研究的重点是如何在允许的失真情况下，尽可能提高输出功率和效率。能提高输出功率和效率。2功率放大电路的类型较多，按照其功放管的静态工功率放大电路的类型较多，按照其功放管的静态工作点分为甲类、乙类和甲乙类等，按照电路结构分为作点分为甲类、乙类和甲乙类等，按照电路结构分为
39、OTL、OCL和和BTL电路等，还有其他的分类方法如分立的和集电路等，还有其他的分类方法如分立的和集成的等等。成的等等。3与甲类功率放大电路相比，乙类互补对称功率放大与甲类功率放大电路相比，乙类互补对称功率放大电路的主要优点是效率高，在理想情况下，其最大效率约电路的主要优点是效率高，在理想情况下，其最大效率约为为78.5%第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路4由于由于BJT输入特性存在死区电压，工作在乙类的互输入特性存在死区电压，工作在乙类的互补对称电路将出现交越失真，克服交越失真的方法是采用补对称电路将出现交越失真，克服交越失真的方法是采用甲乙类（接近乙类）互补对称电路。通常可利用二极管
40、或甲乙类（接近乙类）互补对称电路。通常可利用二极管或UBE扩大电路进行偏置。扩大电路进行偏置。5.在在单电源互补对称单电源互补对称OTL电路中，计算输出功率、效率电路中，计算输出功率、效率、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称OCL电路的计算公式，但要用电路的计算公式，但要用 VCC /2 代替代替原公式中的原公式中的 VCC。例如例如OCL电路的最大不失真输出电路的最大不失真输出功率功率为为则则OTL电路的最大不失真输出功率为电路的最大不失真输出功率为 2CComL2VPR 2CComL8VPR 第第5 5章章 功率放大电路功率放大电路6由于
41、功率放大电路输出给负载的电流比较大，因此由于功率放大电路输出给负载的电流比较大，因此要求功率三极管的基极电流也比较大。如果要求前置级提要求功率三极管的基极电流也比较大。如果要求前置级提供的驱动电流太大，难以实现时，可以考虑采用复合管作供的驱动电流太大，难以实现时，可以考虑采用复合管作为功率三极管。复合管有为功率三极管。复合管有4种接法，等效后的管子型号同种接法，等效后的管子型号同第一只管子型号第一只管子型号；7集成功率放大电路具有轻便小巧、成本低廉、外部集成功率放大电路具有轻便小巧、成本低廉、外部接线少、使用方便、可靠性高、功耗较低、非线性失真较接线少、使用方便、可靠性高、功耗较低、非线性失真较小等优点，其内部还有过热、过电流、过电压等自动保护小等优点，其内部还有过热、过电流、过电压等自动保护功能的电路，故使用更加安全，在实际工作中得到了广泛功能的电路，故使用更加安全，在实际工作中得到了广泛地应用。地应用。