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1、第七章 功率放大电路第1 页，本讲稿共20 页一、功率放大器的主要指标 1.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。第2 页，本讲稿共20 页 2.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
2、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。第3 页，本讲稿共20 页 3.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
3、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。第4 页，本讲稿共20 页由于功率放大电路的输出电压和输出电流都很大，信号作用的范围进入了晶体管特性的非线性区，所以在分析时不可再用微变等效电路，而应采用图解法。第5 页，本讲稿共20 页二.功率放大电路提高效率的主要途径 降低静态功耗，即减小静态电流四种工作状态 根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分乙类：导通角等于180甲类：一个周期内均导通甲乙类：导通角大于180丙类：导通角小于180#哪几种状态静态功耗最小？哪几种状态静态功耗最小？第6 页，本讲稿共20 页
4、 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。第7 页，本讲稿共20 页7.3 乙类双电源互补对称功率放大电路1 电路组成2 分析计算3 功率BJT 的选择第8 页，本讲稿共20 页一 电路组成 由一对NPN、PNP特性相同的互补三极管组成，采用正、负双电源供电。这种电路也称为OCL
5、互补功率放大电路。1.电路组成2.工作原理 两个三极管在信号正、负半周轮流导通，使负载得到一个完整的波形。第9 页，本讲稿共20 页t0t00t第10 页，本讲稿共20 页二 分析计算第1 1 页，本讲稿共20 页1.最大不失真输出功率Pomax实际输出功率忽略VCES时第12 页，本讲稿共20 页单个管子在半个周期内的管耗2.管耗PT两管管耗第13 页，本讲稿共20 页3.电源供给的功率PV当4.效率当第14 页，本讲稿共20 页三、功率BJT 的选择1.最大管耗和最大输出功率的关系因为当 0.6VCC 时具有最大管耗0.2Pom 选管依据之一第15 页，本讲稿共20 页7.4 甲乙类互补对
6、称功率放大电路1 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第16 页，本讲稿共20 页一、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 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。”第17 页，本讲稿共20 页1.静态偏置可克服交越失真2.动态工作情况二极管等效为恒压模型设T3已有合适的静态工作点交流相当于短路第18 页，本讲稿共20 页另一种偏置方式VBE4可认为是定值 R1、R2不变时，VCE4也是定值，可看作是一个直流电源。Po、PT、PV和PTm仍然按照乙类功放计算公式进行估算。第19 页，本讲稿共20 页二、甲乙类单电源互补对称电路静态时，偏置电路使VKVCVCC/2（电容C充电达到稳态）。当有信号vi时负半周T1导通，有电流通过负载RL，同时向C充电正半周T2导通，则已充电的电容C通过T2和负载RL放电。只要满足RLC 信号的周期，电容C就可充当原来的电源。计算Po、PT、PV和PTm的公式必须加以修正，以VCC/2代替原来公式中的VCC。第20 页，本讲稿共20 页