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1、2功率放大器工作状态的功率放大器工作状态的分类分类(1)甲类（甲类（A类）工作状态类）工作状态（a）甲类功放的转移特性甲类功放的转移特性Q饱和区饱和区截止区截止区iCuBE功率管在输入信号的一功率管在输入信号的一周期内都导通周期内都导通晶体管导通角晶体管导通角18000t34功率输出级电路功率输出级电路1功放的特点和指标功放的特点和指标略略输出功率大，效率高输出功率大，效率高2022/10/282功率放大器工作状态的分类功率放大器工作状态的分类(2)乙类乙类(B类类)工作状态工作状态QiC饱和区饱和区截止区截止区uBE（b）乙类功放的转移特性乙类功放的转移特性晶体管只在输入信号正半晶体管只在输
2、入信号正半周工作在放大区周工作在放大区(导通导通)晶体管导通角晶体管导通角9000t2022/10/28(3)甲乙类甲乙类(AB类类)工作状态工作状态晶晶体体管管在在信信号号的的大大半半周周期期间间导通，导通角导通，导通角1800909000t（c）甲乙类功放的转移特性甲乙类功放的转移特性Q饱和区饱和区截止区截止区iCuBE2022/10/28(4)丙类丙类(C类类)工作状态工作状态Q饱和区饱和区截止区截止区iCuBE（d）丙类功放的转移特性丙类功放的转移特性输输出出信信号号电电流流波波形形只只有有一一个个尖顶，导通角尖顶，导通角9000t2022/10/28QECUCESIBQICEOICQ
3、UcemIcmUCEQEC/RcABODCIcmUCEQ+ICRLECUcem3甲类放大器的输出功率甲类放大器的输出功率uCEiC（1）电源提供的平均功率）电源提供的平均功率PE为为PE=ECICQ最大不失真输出电压的幅度最大不失真输出电压的幅度最大不失真输出电流的幅度最大不失真输出电流的幅度RbRcC1+uce-+us-ECQ（3）甲类功放的最大效率）甲类功放的最大效率为为（2）电电路路可可能能的的最最大大交交流流输输出出功率功率POmax实实际际上上由由于于饱饱和和压压降降UCES和和穿穿透透电电流流ICEO等等因因素素的的影影响响，甲甲类类功放的最大效率功放的最大效率总是小于总是小于25
4、%2022/10/283甲类放大器的输出功率甲类放大器的输出功率（4）晶体管的最大管耗）晶体管的最大管耗PTmaxPTmax=PEPominPT=PEPoRbRcC1+uce-+us-EC0PTmax=PE=ECICQ输输入入信信号号为为零零时时，负负载载和和晶晶体体管管消消耗耗全全部部直直流流功功率率，晶晶体体管管的的管管耗耗最最大大；而而当当最最大大输出时，晶体管的管耗最小，输出时，晶体管的管耗最小，Rc为为最最佳佳匹匹配配时时，输输出出功功率率才才有有可可能能达达到到最最大大交交流流输输出出功率功率POmax。2022/10/28(2)乙类乙类(B类类)工作状态工作状态QiC饱和区饱和区
5、截止区截止区uBE（b）乙类功放的转移特性乙类功放的转移特性晶体管只在输入信号正半晶体管只在输入信号正半周工作在放大区周工作在放大区(导通导通)晶体管导通角晶体管导通角9000t2022/10/28uiT2T1RL+uo-ECEEiO342互补推挽乙类功率放大器互补推挽乙类功率放大器1电路的构成及原理电路的构成及原理（1）电路组成电路组成T1：与与RL射随器射随器T1T2：与与RL射随器射随器NPNPNP管管互互补补射射极极输输出出器器（也也称称为为OCL功放）功放）UBE1UBE2静态时静态时ui=0 uo=0（2）工作原理分析：）工作原理分析：iC1iC2当当信信号号处处于于正正半半周周时
6、时，ui0，T1导导通通 T2截止截止iC1输出电压输出电压u0=ic1RLui 当当信信号号处处于于负负半半周周时时，uiUBE1正跟随区正跟随区uiUCES(Uom)maxECD2022/10/28uCE1iC1iC2uCE2QAUCESUCESUomIomEC=-EED所以一个周期的平均功率损耗（管耗）为所以一个周期的平均功率损耗（管耗）为（2）单管最大平均管耗单管最大平均管耗PT1maxT1管的瞬时管压降管的瞬时管压降uCE1-EET2T1RL+uo-ECuiuCE1流过流过T1管的瞬时电流：管的瞬时电流：uo=ECuoiC1ic1=uo/RL若设输出电压为若设输出电压为u0=Uoms
7、int，则有则有平均管耗平均管耗PT1与与Iom是非线性关系是非线性关系如果令如果令dPT1/dIom=0可求出：可求出：当当I0m=2EC/RL时，或时，或U0m=2EC/EC时时如如果果乙乙类类互互补补对对称称电电路路的的最最大大输输出出功率功率P POmaxOmax=10W10WP PT1maxT1max=2W2W则则具具体体在在电电路路设设计计中中应应选选择择最最大大管管耗耗P PCMCM2W2W的晶体管的晶体管T T1 1和和T T2 2。2022/10/28（3 3）最大可能管耗）最大可能管耗(最大瞬时管耗最大瞬时管耗)单管单管T T1 1的瞬时功耗为的瞬时功耗为 P Pc c=u
8、 uCE1 CE1 i iC1C1(E EC C-i iC1C1R RL L)T2T1RL+uo-ECuiuoiC1uCE1=(=(E EC C-i iC1C1R RL L)i iC1C1=E EC Ci iC C-i iC C2 2 R RL L 令令d dP Pc c /d di iC C=0,=0,可求得当可求得当 i iC C=E=EC C/2 2R RL L 时，单管最大可能管耗为时，单管最大可能管耗为 P PC C max max=E EC C2 2/2 2R RL L -E EC C2 2/4 4R RL LP PC maxC maxP POmax Omax P PC C max
9、 max=E EC C2 2/4 4R RL L 单单管管T T1 1的的瞬瞬时时功功耗耗为为单单管管最最大大可可能能管管耗耗是是最最大大输出功率的二分之一。输出功率的二分之一。最最大大可可能能管管耗耗发发生生在在负负载线中点处。载线中点处。2022/10/28（4 4）直流电源供给的最大功率）直流电源供给的最大功率P PEmaxEmax 电电源源E EC C（或或E EE E）供供给给T T1 1（或或T T2 2）的平均电流的平均电流 ic1t电源供给的最大功率为：电源供给的最大功率为：Iommax max(Iom)max(Uom)maxRL UomuCE1iC1iC2uCE2QAUCES
10、UCESIomEC=-EEDP PE max E max P Pomaxomax+2P+2PT1maxT1max 2022/10/28（5 5）最大效率）最大效率maxmax 实际效率实际效率（6 6）功率）功率BJTBJT管的选择管的选择 (1)(1)每只每只BJTBJT的最大允许管耗的最大允许管耗P PCMCM必须大于必须大于P PT1maxT1max=0=02 2P Pomax omax。(2)(2)考考虑虑到到当当T T2 2接接近近饱饱和和导导通通时时，-u uCE2 CE2 0 0，此此时时T T1 1管管的的u uCE CE l l具具有最大值，且等于有最大值，且等于2 2E E
11、C C。因此，应选用因此，应选用BUBUCEOCEO22E EC C的管子的管子 (3)(3)通通过过BJTBJT的的最最大大集集电电极极电电流流为为E EC CR RL L，所所选选BJTBJT的的I ICMCM一一般般不不宜低于此值宜低于此值 maxmaxmaxmaxmaxmaxuiT2T1RL+uo-ECEEiOUomuCE1iC1iC2uCE2QAUCESUCESIomEC=-EED2022/10/28例例3 35 5 功功放放电电路路如如图图所所示示，设设E EC C12V12V，R RL L=8=8，BJTBJT的的极极限限参参数数为为I ICMCM=2A=2A，BUBUCEO C
12、EO=30V=30V，P PCM CM=5W=5W。试试求求：(1)(1)最最大大输输出出功功率率P Pomaxomax值值，并并检检验验所所给给BJTBJT是是否否能能安安全全工工作作?(2)(2)放放大大电电路路在在0 06 6时的输出功率时的输出功率P Po o值值 uiT2T1RL+uo-ECEEiO解：解：(1)(1)求求P Pomaxomax 最大集电极电流最大集电极电流 CECE极间最大压降极间最大压降 最大管耗最大管耗 I ICMCM=2A=2ABUBUCEO CEO=30V=30VP PCM CM=5W=5W能安全工作能安全工作UomuCE1iC1iC2uCE2QAUCESU
13、CESIomEC=-EED2022/10/28作业：作业：2022/10/28RR+UD1_+UD1_T2T1RL+uo-EC-EEiOui3 34 43 3 其他乙类推挽功率放大器其他乙类推挽功率放大器 +uo-RLECuiRb1Rb1T2T1Re1 1变压器耦合推挽功放变压器耦合推挽功放 （1 1）电路结构）电路结构 T T1 1和和T T2 2 NPN NPN 同型号、相同特性同型号、相同特性T1T2ECRb1Rb1基极偏置电路基极偏置电路E EC C,R Rblbl和和R Rb b 消除交越失真消除交越失真T T1 1和和T T2 2工作在甲乙类状态工作在甲乙类状态 T Tr1r1ui
14、1ui2T Tr2r2u u1 1/u uL L=N N1 1/N/N2 2 i ic1c1/i/iL L=N=N2 2/N/N1 1 设设变变压压器器T Tr2r2的的初初级级绕绕组组总总匝匝数数为为2 2N N1 1，次次级级绕绕组匝数为组匝数为N N2 2 u ui1i1=-u=-ui2i2 u u1 1/i/ic1c1=(N=(N1 1/N/N2 2)2 2u uL L/i/iL L 令：令：u u1 1/i/ic1c1=R=RL L RRL1L1 u uL L/i/iL L=R=RL L R RL L 负载负载R RL L折合到初级绕组上半部分的等效电阻折合到初级绕组上半部分的等效电
15、阻RRL1L1 RL1RL2RRL1L1=(N(N1 1/N N2 2)2 2R RL L RRL2L2=(N(N1 1/N N2 2)2 2R RL L T Tr2r2具具有有阻阻抗抗变变换换的的作作 用用,可可 通通 过过 调调 节节N1N1/N2N2来来实实现现最最佳佳负负载载阻阻抗抗RRL L，得得到到最最大不失真功率大不失真功率 2022/10/28+uo-RLECuiRb1Rb1T2T1Re（2）工作原理分析）工作原理分析ui1ui2iC1iC2iLuiui1ui2iC1iC2iLuo体体积积大大、价价格格贵贵、低低频频响响应应差差、本本身身有有损损耗耗，而而且且由由于于漏漏感感和
16、和寄寄生生电电容容的的存存在在，使使经经过过变变压压器器引引入入深深度度负负反反馈馈时时极极易易引引起起自自激激振荡。振荡。2022/10/28uiT2T1RL+uo-ECRReT12单电源互补推挽功放单电源互补推挽功放RcR1R2uo1T1、R1、R2和和Rc、Re为前置放大器为前置放大器RR、D1、D2为为T2和和T3基基极极提提供供偏置减小交越失真偏置减小交越失真静态时，静态时，CEC/2T2T1uo1ECC C被充电至被充电至E EC C2 2 EC/2EC/2-EC/2RLOTLOTL功放功放 uCE1iC1iC2uCE2QAUCESUCESIomEC=-EEDE EC C2 2 2
17、022/10/28T2T1RL+uo-ECui-ECT2T1RL+uo-ECuiCOTLOTL功放功放 OCLOCL功放功放 大电容，单电源大电容，单电源 无电容，双电源无电容，双电源 2022/10/28T2T1RL+uo-ECui-ECT2T1RL+uo-ECuiC2022/10/28344达林顿组态达林顿组态(也称复合管）也称复合管）T2T1iB1iB2iE1iC1iC2iE2iB2iB1iE2iC2iE1正确的复合管应该满足以下几个条件：正确的复合管应该满足以下几个条件：内部电极相连处不能造成电流流向的冲突。内部电极相连处不能造成电流流向的冲突。两进一出为两进一出为NPN，一进两出为一
18、进两出为PNPTCBET2T1iC1TCBE2022/10/28T2T1iB1iB2iE1iC1iC2iE2CBET正确的复合管应该满足以下几个条件：正确的复合管应该满足以下几个条件：内部电极相连处不能造成电流流向的冲突。内部电极相连处不能造成电流流向的冲突。两进一出为两进一出为NPN，一进两出为一进两出为PNPT2T1iB1iC1iE1iE2iB2iC2EBCT2022/10/28T2T1iB1iB2iE1iC1iC2iE2正确的复合管应该满足以下几个条件：正确的复合管应该满足以下几个条件：内部电极相连处不能造成电流流向的冲突。内部电极相连处不能造成电流流向的冲突。两进一出为两进一出为NPN，一进两出为一进两出为PNP2022/10/28T2T1T2T1T2T1T2T1TTTT2022/10/28作业：作业：2022/10/28