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1、第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9.1 基本要求及重点、难点9.2 习题类型分析及例题精解9.3 习题解答 第九章第九章 功率放大电路功率放大电路 第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1.基本要求基本要求(1)理解功率放大器的特点、主要指标、分类及提高功率放大电路效率的方法。(2)掌握B类互补对称功率放大器的工作原理和输出功率、功耗和集电极效率的计算。(3)了解AB类单电源互补对称功率放大器的工作原理
2、和分析计算；了解复合管及准互补B类功率放大电路(OCL)的工作原理。(4)了解D功率放大电路和集成功率放大电路。(5)了解功率器件及其散热和保护电路。9.1 基本要求及重点、基本要求及重点、难点难点 第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2.重点、难点重点、难点重点：B类互补对称功率放大器工作原理和输出功率、功耗和集电极效率的分析、计算以及功率器件的选择原则。难点：B类互补对称功率放大器指标的分析、计算。第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会
3、精神,充分发挥中小学图书室育人功能本章主要习题类型有：(1)功率放大电路类型的判别；(2)功率放大电路最大输出功率和效率的估算；(3)功放管的选择；(4)功率放大电路中反馈的分析、估算和引入。以下举例说明。9.2 习题类型分析及例题精解习题类型分析及例题精解 第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能【例9-1】在图9-1所示功率放大电路中，已知UCC=15 V，RL=8，功率管的饱和压降UCES=1 V，试问：(1)静态时，调整哪个电阻可使uo=0 V？(2)当ui0时，发现输出波形产生交越失真，应调节
4、哪个电阻，如何调节？(3)二极管VD的作用是什么？若二极管反接，对V1、V2会产生什么影响？(4)当输入信号ui为正弦波且有效值为10 V时，求电路最大输出功率Pom、电源供给功率PE、单管的管耗Pc和效率。(5)若V1、V2功率管的极限参数为PCM=10 W，ICM=5 A，U(BR)CEO=40 V，验证功率管的工作是否安全。第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能图9-1 甲乙类互补对称功率放大电路第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精
5、神,充分发挥中小学图书室育人功能解(1)静态时，调整电阻R1可使uo=0 V。(2)调整电阻R2并适当加大其值，以恰好消除交越失真为限。(3)二极管VD的交流电阻值小于其直流电阻值，使得V1、V2管基极之间有足够的直流电压差，也就是在管子的基极与发射极之间加了一个适当的正向偏置(微导通状态)，使管子工作在甲乙类状态。若二极管反接，则流过电阻R1的静态电流全部成为V1、V2管的基极电流，这将导致V1、V2管基极电流过大，甚至有可能烧坏功率管。第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(4)因输入信号ui的有
6、效值为10 V，故其最大值 ，又因该功放电路是射极跟随器结构(Au1)，则有 ,故电路最大输出功率电源供给功率单管的管耗 Pc=PEPom=4.4 W效率第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(5)验证功率管安全与否，须计算功率管的最大工作电压和电流。最大管耗最大工作电压UomM=2UCC=30 VPCM，所以R2或VD断开将烧毁功率管。第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9-3 在图P9-3所示电路中，运
7、算放大器的最大输出电压幅度为10 V，最大负载电流为10 mA，忽略管子饱和压降和交越失真，试问：(1)为了能得到尽可能大的输出功率，晶体管V1、V2的值至少应该为多大？(2)电路的输出功率是多少？(3)能量转换的效率是多少？(4)每只管子的管耗有多大？(5)求输出最大时,输入信号ui的振幅应为多少？第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能图 P9-3第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能解(1)(2)(3)第
8、九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(4)(5)放大倍数为第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9-4 由集成功放LM384组成的功率放大电路如图P9-4所示。已知电路在通带内的电压增益为40 dB，负载RL=8 时,不失真最大输出电压峰峰值为18 V，问：(1)最大不失真输出功率Pom是多少?(2)输出功率最大时的输入电压有效值是多少？第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十
9、九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能图 P9-4第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能解(1)(2)由于带内的电压增益为40 dB，所以该功放电路的放大倍数A为100倍。有第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9-5 集成功率放大器2030的一种应用电路如图P9-5所示，其输出级假定采用互补跟随B类功放，晶体管的饱和压降UCES可以忽略不计，输入信号ui为正弦电压。试问：(1)理想情况
10、下最大输出功率Pom是多少?(2)电路输出级的效率是多少?(3)电容C1和C2的作用是什么?第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能图 P9-5第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能解(1)最大输出功率Pom：(2)效率 (3)C1的作用是隔直流，通交流。C2的作用是引入串联电压负反馈，稳定输出电压。第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥
11、中小学图书室育人功能9-6 单电源供电的互补对称电路如图P9-6所示。已知负载电流振幅值ILm=0.45 A，试求：(1)负载上所获得的功率Po；(2)电源供给的直流功率PE；(3)每管的管耗及每管的最大管耗；(4)放大器的效率。第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能图 P9-6第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能解(1)输出功率Po (2)直流电源供给功率PE 第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代
12、中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(3)管耗Pc和最大管耗PCM(4)功放的效率第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9-7 电路如图P9-7所示，已知UBE=0.7 V，忽略晶体管饱和压降(UCES=0)。(1)计算IC1Q和UC1Q；(2)计算负载RL可能得到的最大交流功率Pom；(3)S闭合后，判断电路引入何种反馈；(4)计算深度负反馈条件下的闭环电压增益Auf，以及为得到最大交流输出功率，输入电压ui的幅度。第九章 功率放大电路 为深入学习
13、习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能图 P9-7第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能解(1)由于V1、V2构成差动放大电路，恒流源电流已知，故 (2)最大输出功率Pom (3)S闭合后，电路引入串联电压负反馈。(4)由于AF1，Ui=0，所以Ui=Uf。第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能又因为故因为UCES=0，所以Uom=UCC=12 V
14、第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9-8 (略)9-9 (略)9-10 (略)9-11 图P9-11所示的各复合管的接法是否正确？如不正确，请改正。第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能图 P9-11第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能解 图P9-11(a)所示接法是错的，应改为图P9-11(a)所示，等效为N
15、PN管。图P9-11(b)所示接法是错的，应改为图P9-11(b)所示，等效为PNP管。图P9-11(c)所示接法是对的，等效为一个NPN管。图P9-11(d)所示接法是错的，应改为图P9-11(c)所示，等效为PNP管。第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能图 P9-11第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9-12 由复合管组成的桥式互补对称功率放大器如图P9-12所示。该电路驱动电机正、反向旋转，试分析
16、该电路的工作原理。第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能图 P9-12第九章 功率放大电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能解 该电路V1、V2接成射极跟随器，将输入信号ui引入到互补功放的输入端，起到信号源(ui)和功放电路的缓冲隔离作用。V3、V7组成NPN复合管，V4、V9也组成NPN复合管，V5与V10、V6与V8组成PNP复合管，V3、V7与V5、V10组成互补跟随功率驱动级，V4、V9与V6、V8也组成互补跟随功率驱动级，两个互补功率驱动级组成一个电桥。电机接于电桥A、B之间，当ui为b1正b2负时，V3、V7及V6、V8导通，V4V9，V5V10截止，流过电机的电流如图P9-12所示，反之，ui为b1负b2正时，流过电机的电流将反向，从而驱动电机正、反转，其转速大小与ui的大小成比例。图中VD1VD6是用来克服交越失真的。