模电第九章Power amplifiers
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ch9_power amp模拟电子技术PPT
9.4.3 集成功率放大器
广泛用于音响、电视和小电机的驱动方面。 大多数
集成功率放大器=运算放大器+互补功率输出。 使 用方法原则上与集成运放相同，注意极限参数 （功耗、最大允许电源电压等）
一般加有足够大的散热器
9.4.4 BTL互补功放
负载上获得的信号电压要增加一倍。 BTL放大电路输出功率较大，负载可以不接地。
功放电路分类比较表
类别 甲类 工作点
较高
波
形
导通角
360
特点
无失真 效率低
乙类
最低
180
失真大 效率最高
甲乙 类
较低
180 — 360
失真大 效率较高
9.2 甲类功放
Class A 一、电路(circuit)
RB为偏置电阻，其值决定了Q点
变压器初级接到功率管集电极回路， 次级接负载RL
变压比为n=N1:N2
2、四参数计算
OTL:VCC/2 VCC
3、选管条件
d( t )
V CC V om
)
P T1 = P T2 P T 2P T1
问：Vom=？ PT1最大, PT1max=？
用PT1对Vom求导得出：PT1max发生在 Vom=2VCC/=0. 64VCC处 将Vom=0.64VCC代入PT1表达式得：
PT1m ax V CC
V om 2R
2
2
L
( V CC V CES ) 2R
L
V CC
2R L
( V om V CC
略 V CES )
2．电源供给功率PE
2 2π
π
PE = V CC I CC V CC V CC 2 π 2 2π
模拟电子技术第九章课后习题答案知识分享
模拟电子技术第九章课后习题答案第九章功率放大电路自测题一、选择合适的答案，填入空内。
只需填入A、B或C。
（1）功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，输出基本不失真情况下，负载上可能获得的最大。
A．交流功率 B．直流功率 C．平均功率（2）功率放大电路的转换效率是指。
A．输出功率与晶体管所消耗的功率之比B．最大输出功率与电源提供的平均功率之比C．晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比（3）在OCL乙类功放电路中，若最大输出功率为1W，则电路中功放管的集电极最大功耗约为。
A．1W B．0.5W C．0.2W（4）在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有。
A．β B．I C M C．I C B OD．B U C E O E．P C M F．f T（5）若图T9.1所示电路中晶体管饱和管压降的数值为│U C E S│，则最大输出功率P O M＝。
A．L2CESCC2)(RUV-B．L2CESCC)21(RUV-C．L2CESCC2)21(RUV-图T9.1解：（1）A （2）B （3）C （4）B D E （5）C二、电路如图T9.2所示，已知T1和T2的饱和管压降│U C E S│＝2V，直流功耗可忽略不计。
图T9.2回答下列问题：（1）R3、R4和T3的作用是什么？（2）负载上可能获得的最大输出功率P o m和电路的转换效率η各为多少？（3）设最大输入电压的有效值为1V。
为了使电路的最大不失真输出电压的峰值达到16V，电阻R6至少应取多少千欧？解：（1）消除交越失真。
（2）最大输出功率和效率分别为%8.694πW162)(CCCESCCL2CESCCom≈-⋅==-=VUVRUVPη（3）电压放大倍数为3.1113.11216iomax≈+=≈=RRAUUAuuR1＝1kΩ，故R5至少应取10.3 kΩ。
习题9.1分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“√”，凡错者在括号内打“×”。
模电教材第9章
3. 晶体管的工作方式：根据Q点的不同进行分类 晶体管的工作方式：根据Q
（1）甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态 ）甲类方式： （2）乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态 ）乙类方式： （3）甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态 ）甲乙类方式：
晶体管的工作方式
iC 甲类： 甲类 ： 静态工作点适中
效率
η=
Pom π VCC − U CES = ⋅ PV 4 VCC
忽略U CES 时 η = 忽略
π
4
≈ 78.5%
消除交越失真-----甲乙类状态 四. 消除交越失真---甲乙类状态
若I 2＞＞I B，则 U B1B2 R3＋R4 ≈ ⋅ U BE R4
例： 扩音系统
信 号 提 取
电 压 放 大
功 率 放 大
9.1.1 功率放大器的特点及工作方式
1. 功率放大电路研究的问题
om om
2 U om （1） 性能指标：最大输出功率和转换效率。 ） 性能指标：最大输出功率和转换效率。 Pom = RL 若已知U ，则可得 则可得P 。 若已知
最大输出功率与电源所提供的功率之比为效率。 最大输出功率与电源所提供的功率之比为效率。 （2） 分析方法：因大信号作用，故应采用图解法。 ） 分析方法：因大信号作用，故应采用图解法。 （3） 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。 在功放中， 在功放中，晶体管通过的最大集电极或射极电流接近 最大集电极电流，承受的最大管压降接近c-e反向击穿电 最大集电极电流，承受的最大管压降接近 反向击穿电 压，消耗的最大功率接近集电极最大耗散功率。称为工 消耗的最大功率接近集电极最大耗散功率。 作在尽限状态。 作在尽限状态。
模电第九章 (3)共16页PPT资料
电路加 f =f0的信号Ui，且规定其 瞬时极性；
U i （ f f0)
(2) 依次判别出电路各处的电压极性。若Uf与Ui极性相同，则
为正反馈，满足相位条件的要求。
如果不满足，可十分方便的改变变压器同名端的连接，
使之满足振荡器的相位条件。
第九章
(3) 起振条件 rbeRC
M
振荡频率
与放大电路 参数无关
减小了三极管极间电容对振荡频率的影响，适用于产生高频振荡。
第九章 波形发生电路
LC正弦波振荡电路注意问题：
（1）首先通过直流通路检查LC振荡电路，确保晶体管 正常工作所必需的直流工作条件。 （2）把谐振回路中电容与作为耦合或旁路的电容区分开。
（3）用瞬时极性法判断是否满足相位平衡条件，判断各 点在同一瞬时对地的极性。
f0
2
1 LC
波形发生电路
同名端
稳幅措施：利用放大
电路的非线性实现。
特点：易振，波形较好； U i 耦合不紧密，损耗大，频率稳
定性不高。
为使N1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式电路。
第九章 波形发生电路
8.3.3 电感三点式振荡电路
反馈电压取自哪个线圈？
反馈电压的极性？
（4）振幅平衡条件，只要放大器有一定的放大倍数，通 常可以满足的。
第九章 波形发生电路
表 8 - 2 各种 LC 振荡电路的比较
名称
变压器反馈式
电感三点式
电容三点式 电容三点式改进型
电 路 形 式
振荡频率
起振条件
f0
2
1 LC
rbeRC
M
1
U i （ f f0)
(2) 依次判别出电路各处的电压极性。若Uf与Ui极性相同，则
为正反馈，满足相位条件的要求。
如果不满足，可十分方便的改变变压器同名端的连接，
使之满足振荡器的相位条件。
第九章
(3) 起振条件 rbeRC
M
振荡频率
与放大电路 参数无关
减小了三极管极间电容对振荡频率的影响，适用于产生高频振荡。
第九章 波形发生电路
LC正弦波振荡电路注意问题：
（1）首先通过直流通路检查LC振荡电路，确保晶体管 正常工作所必需的直流工作条件。 （2）把谐振回路中电容与作为耦合或旁路的电容区分开。
（3）用瞬时极性法判断是否满足相位平衡条件，判断各 点在同一瞬时对地的极性。
f0
2
1 LC
波形发生电路
同名端
稳幅措施：利用放大
电路的非线性实现。
特点：易振，波形较好； U i 耦合不紧密，损耗大，频率稳
定性不高。
为使N1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式电路。
第九章 波形发生电路
8.3.3 电感三点式振荡电路
反馈电压取自哪个线圈？
反馈电压的极性？
（4）振幅平衡条件，只要放大器有一定的放大倍数，通 常可以满足的。
第九章 波形发生电路
表 8 - 2 各种 LC 振荡电路的比较
名称
变压器反馈式
电感三点式
电容三点式 电容三点式改进型
电 路 形 式
振荡频率
起振条件
f0
2
1 LC
rbeRC
M
1
精品课件-模拟电子技术-第9章
Po
1 2
ICQUCC
即为△M′MQ的面积。
第九章 低频功率放大电路
图9-2 功放的图解法(甲类放大状态)
第九章 低频功率放大电路
电源提供的直流功率为
PE UCC ICQ
即为
OMBA的面积值, 故效率
Po M 'MQ
PE OMBA面积
其最大效率η≤50%。如图9-2所示状态,三极管在信号的整个 周期内(导通角θ=360°)都处于导通状态,工作在甲类放大状 态。为了提高效率，应提高输出功率Po,降低电源供给功率PE, 通常采用如下方法。
, 代入公式(9 - 1), 则
Po
1 2
IomUom
Uo Uom / 2
(9-2)
式中,Iom、Uom分别为负载RL上的正弦信号的电流、电压的幅 值。
第九章 低频功率放大电路
2. 效率要高
放大器实质上是一个能量转换器, 它是将电源供给的
直流能量转换成交流信号的能量输送给负载, 因此, 要求转
换效率高。为定量反映放大电路效率的高低, 引入参数η,
第九章 低频功率放大电路
图 9 – 3 乙类放大状态
第九章 低频功率放大电路
2. 选择最佳负载 功放三极管若工作在乙类放大状态下(电路如图9-4所示), 当负载改变时,交流负载线的斜率也改变,输出的电流Icm将随 之变化,故输出功率也改变。从图9－4中可以看出,负载线为 MA时的输出功率比MB时的大。但负载线为MC时,已超过最大功 率损耗线,管耗将大于Pcm,管子将被烧坏,故存在一个最佳负 载RL。该图显然表明,当交流负载线为MA时,负载为最佳负载。 一般情况下,当电源UCC确定后,过UCC点做Pcm线的切线,该切线 对应的负载即为最佳负载。
模拟电子技术第九章
①断开反馈支路与放大电路输入端的连接点。
②在断点处的放大电路输入端加信号ui，并设
其极性为正(对地)，然后，按照先放大支路， 后反馈支路的顺序，逐次推断电路有关各点
的电位极性，从而确定ui和uf的相位关系。 ③如果ui和uf在某一频率下同相，电路满足相
位平衡条件。否则，不满足相位平衡条件。
例9.1： 判断图9.4(a)所 示电路能否产生自激振荡。
3．正弦波振荡电路的判断
• 判断能否产生正弦波振荡的步骤如下：
(1)检查电路的基本组成，一般应包含放大电 路、反馈网络、选频网络和稳幅环节等。
(2)检查放大电路是否工作在放大状态。 (3)检查电路是否满足振荡产生的条件。
3．正弦波振荡电路的判断
• 判断电路是否满足相位条件采用瞬时极 性法。要为正反馈。具体判断步骤如下。
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.1 0.2420 .10.24 14:01:5914:0 1:59Oc tober 24, 2020
•
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月2 4日下 午2时1 分20.1 0.2420 .10.24
•
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。 2020年 10月2 4日星 期六下 午2时1 分59秒 14:01:5920.1 0.24
解：
① 在图9.4(a)中，VT基极偏置电阻RB2被反馈 线圈Lf短路接地，使VT处于截止状态，不能 进行放大，所以电路不能产生自激振荡。
② 相位条件： 采用瞬时极性法，设VT基极电 位为“正”，根据共射电路的倒相作用，可知
集电极电位为“负”，于是L同名端为“正”， 根据同名端的定义得知，Lf同名端也为“正”，
4.电容三点式振荡电路的特点
②在断点处的放大电路输入端加信号ui，并设
其极性为正(对地)，然后，按照先放大支路， 后反馈支路的顺序，逐次推断电路有关各点
的电位极性，从而确定ui和uf的相位关系。 ③如果ui和uf在某一频率下同相，电路满足相
位平衡条件。否则，不满足相位平衡条件。
例9.1： 判断图9.4(a)所 示电路能否产生自激振荡。
3．正弦波振荡电路的判断
• 判断能否产生正弦波振荡的步骤如下：
(1)检查电路的基本组成，一般应包含放大电 路、反馈网络、选频网络和稳幅环节等。
(2)检查放大电路是否工作在放大状态。 (3)检查电路是否满足振荡产生的条件。
3．正弦波振荡电路的判断
• 判断电路是否满足相位条件采用瞬时极 性法。要为正反馈。具体判断步骤如下。
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.1 0.2420 .10.24 14:01:5914:0 1:59Oc tober 24, 2020
•
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月2 4日下 午2时1 分20.1 0.2420 .10.24
•
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。 2020年 10月2 4日星 期六下 午2时1 分59秒 14:01:5920.1 0.24
解：
① 在图9.4(a)中，VT基极偏置电阻RB2被反馈 线圈Lf短路接地，使VT处于截止状态，不能 进行放大，所以电路不能产生自激振荡。
② 相位条件： 采用瞬时极性法，设VT基极电 位为“正”，根据共射电路的倒相作用，可知
集电极电位为“负”，于是L同名端为“正”， 根据同名端的定义得知，Lf同名端也为“正”，
4.电容三点式振荡电路的特点
模电第九章习题答案
模电第九章习题答案模电第九章习题答案模拟电子技术（模电）是电子工程专业的重要课程之一，它涉及到电路分析、电路设计和电子器件等方面的知识。
模电的习题是学生巩固所学知识和提高解决问题能力的重要途径。
本文将给出模电第九章的一些习题答案，希望能对学生们的学习有所帮助。
第一题：已知电路如图所示，求电路中的电流和电压。
解答：根据电路图，可以看出该电路是一个简单的直流电路。
根据欧姆定律，电流I=U/R，其中U为电压，R为电阻。
根据串联电阻的计算公式，总电阻Rt=R1+R2+R3。
所以，电流I=U/Rt。
根据题目给出的电压和电阻数值，可以计算出电流的数值。
第二题：已知电路如图所示，求电路中的功率。
解答：根据电路图，可以看出该电路是一个简单的交流电路。
根据功率公式，功率P=UI，其中U为电压，I为电流。
根据题目给出的电压和电流数值，可以计算出功率的数值。
第三题：已知电路如图所示，求电路中的电压和电流。
解答：根据电路图，可以看出该电路是一个复杂的直流电路。
根据基尔霍夫定律，电路中的电压和电流满足一定的关系。
可以通过构建方程组，利用基尔霍夫定律求解电路中的电压和电流。
第四题：已知电路如图所示，求电路中的电压和电流。
解答：根据电路图，可以看出该电路是一个复杂的交流电路。
根据复杂电路的分析方法，可以通过构建方程组，利用电路分析方法求解电路中的电压和电流。
通过以上四道习题的解答，我们可以看到模电第九章涉及到了直流电路和交流电路的分析和计算。
学生们在学习模电的过程中，应该掌握电路分析的基本原理和方法，灵活运用所学知识解决实际问题。
同时，习题的解答也需要注意细节和计算的准确性。
模电的学习是一个逐步深入的过程，只有通过不断的实践和练习，才能真正掌握其中的技巧和方法。
希望学生们在模电的学习中能够勤于思考、勤于实践，不断提高自己的电路分析和设计能力。
通过解答习题，学生们可以更好地理解模电的知识，提高解决问题的能力。
总之，模电第九章的习题是学生们巩固所学知识和提高解决问题能力的重要途径。
模拟电子技术基础第9章
输出较大的信号功率，管 子承受的电压要高，通过的电流要大，功率管损坏的可能性也 就比较大，所以功率管的损坏与保护问题也不容忽视。
整理ppt
4
从前面的讨论中可知，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，这种工作方式通常称为甲类 放大。甲类放大的典型工作状态如图（a）所示，此时iC≥0。在 甲类放大电路中，电源始终不断地输送功率，在没有信号输入 时，这些功率全部消耗在管子（和电阻）上，并转化为热量的 形式耗散出去。当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输 出功率，信号愈大，输送给负载的功率愈多。可以证明，即使 在理想情况下，甲类放大电路的效率最高也只能达到50%。
iL u-o
iC2
（a－）V CC
+
ui
RL
uo
-
-
（b）
+
ui
RL
uo
-
-
（c）
图 两射极输出器组成的基本互补对称电路
（a）基本互补对称电路 （b）由NPN管组成的射极输出器
（c）由PNP管组成的射极输出器
整理ppt
10
2.工作原理
图（a）所示的互补对称电路中，T1和T2分别为NPN型管和 PNP型管，两管的基极和发射极相互连接在一起，信号从基极
第9章 功率放大电路
Chapter 9: Low Frequency Power Amplifier
本章以分析功率放大电路的输出功率、效率和非 线性失真之间的矛盾为主线，逐步提出解决矛盾的措 施。在电路方面，以互补对称功率放大电路为重点进 行较详细的分析与计算，并介绍了集成功率放大器实 例。
整理ppt
为 2 ( VCC－UCE(Sat))=2Ucem=2IcmRL。 如 果 忽 略 管 子 的 饱 和 压 降
整理ppt
4
从前面的讨论中可知，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，这种工作方式通常称为甲类 放大。甲类放大的典型工作状态如图（a）所示，此时iC≥0。在 甲类放大电路中，电源始终不断地输送功率，在没有信号输入 时，这些功率全部消耗在管子（和电阻）上，并转化为热量的 形式耗散出去。当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输 出功率，信号愈大，输送给负载的功率愈多。可以证明，即使 在理想情况下，甲类放大电路的效率最高也只能达到50%。
iL u-o
iC2
（a－）V CC
+
ui
RL
uo
-
-
（b）
+
ui
RL
uo
-
-
（c）
图 两射极输出器组成的基本互补对称电路
（a）基本互补对称电路 （b）由NPN管组成的射极输出器
（c）由PNP管组成的射极输出器
整理ppt
10
2.工作原理
图（a）所示的互补对称电路中，T1和T2分别为NPN型管和 PNP型管，两管的基极和发射极相互连接在一起，信号从基极
第9章 功率放大电路
Chapter 9: Low Frequency Power Amplifier
本章以分析功率放大电路的输出功率、效率和非 线性失真之间的矛盾为主线，逐步提出解决矛盾的措 施。在电路方面，以互补对称功率放大电路为重点进 行较详细的分析与计算，并介绍了集成功率放大器实 例。
整理ppt
为 2 ( VCC－UCE(Sat))=2Ucem=2IcmRL。 如 果 忽 略 管 子 的 饱 和 压 降
《模拟电子技术基础》(第四版) 第9章
(3) 非线性失真要小 加入交流负反馈来减小非线性失真
二. 功放中晶体管工作在尽限运用状态：ICM、PCM、
U(BR)CEO
要晶体管安全工作，需满足
ICM
最大集电极电流
iC ICM
峰值处
U(BR)CEO c-e间能承受的最大管压降
PCM
集电极最大耗散功率
瞬时集电极耗散功率 PC iCuCE
uCE U (BR)CEO
D1 B
T1 T2
E
ui R2 +
D2 T3
RL uo
RB2
T4
-VCC
作业：
9.3(9.4), 9.6(9.8), 9.7(9.7), 9.8(9.9), 9.10(9.11), 9.12(9.13)
消交越失真
UBE倍增电路
图3.3.18 采用复合管的准互补级输出
T1,T3先饱和
当T2,T4饱和 时，产生Pom
(Uo )M
VCC
UCES 2 2
Vcc UCES 4 2
4.2.4 具有推动级的OCL功率放大电路
该电路的电压
放大倍数为：
Af
1 + RF R1
RF
R1
RB1
+VCC
R -A +
D2
u RL
B2 T2
o
R2
甲乙类OCL求Pom, PV,选 -Vcc
晶体管与乙类OCL一样
动态: ur、ud1、ud2很小，可忽略不计，所以ub1=ub2=ui。
图9.2.3 T1和T2管在ui作用下 输入特性中的图解分析
u EB 2
uBE2 两线间，T1， T2都导通
图3.3.17 消交越失真的互补输出级
模拟集成电路Chapter 9-Operational Amplifier
Operational Amplifier
Performance Parameters-small-signal bandwidth (1)
Small-signal Bandwidth: unity-gain frequency, fu f3-dB: 3-dB frequency=dominant pole frequency f0, (bandwidth)
Operational Amplifier
Performance Parameters-gain (1)
A1
Question: If the nominal （标称）gain (R1+R2)/R2=10 Determine the minimum value of A1 for a gain error of 1%?
The gain can be re-calculated as,
Av 4000
Operational Amplifier
Telescopic cascode op amps design example (5)
The minimum input CM level equals: VGS1+VOD9=VOD1+VTH1+VOD9=1.4 V
Operational Amplifier
One-stage Op Amps (2)
“Telescopic” cascode op amps can achieve high gain; Output swing problem; More severe when connected as unity gain (output-input shorting).
Operational Amplifier
power amplifier
• 根据放大电路中三极管在输入正弦信号的一个周期内 的导通情况，可将放大电路分为下列三种工作状态： 的导通情况，可将放大电路分为下列三种工作状态： （1）甲类放大 ） • 在输入正弦信号的一个周期内，都有电流流过三极管， 在输入正弦信号的一个周期内，都有电流流过三极管， 这种工作方式通常称为甲类放大。 这种工作方式通常称为甲类放大。甲类放大的典型工 作状态如下图所示，此时整个周期都有Ic 作状态如下图所示，此时整个周期都有 > 0 ，称功率 管的导电角q 管的导电角 = 360° °
• 显然，若能减少管耗，就可以提高效率。静态电流是造成管耗的 显然，若能减少管耗，就可以提高效率。 主要因素，因此如果把静态工作点 向下移动 向下移动， 主要因素，因此如果把静态工作点Q向下移动，使信号等于零时 电源输出的功率也等于零（或很小），信号增大时电源供给的功 电源输出的功率也等于零（或很小），信号增大时电源供给的功 ）， 率也随之增大，这样电源供给功率及管耗都随着输出功率的大小 率也随之增大， 而变，也就改变了甲类放大时效率低的状况。 而变，也就改变了甲类放大时效率低的状况。实现上述设想的电 路有乙类和甲乙类放大。 路有乙类和甲乙类放大。 • 乙类和甲乙类放大主要用于功率放大电路中。虽然减小了静态功 乙类和甲乙类放大主要用于功率放大电路中。 提高了效率，但都出现了严重的波形失真，因此， 耗，提高了效率，但都出现了严重的波形失真，因此，既要保持 静态时管耗小，又要使失真不太严重，这就需要在电路结构上采 静态时管耗小，又要使失真不太严重， 取措施。 取措施。
Power Amplifier
• 两种常见的功率放大电路原理图 指出其各部分线路原 两种常见的功率放大电路原理图,指出其各部分线路原 理: • (1)晶体管功率放大电路 晶体管功率放大电路 • (2) 电子管功率放大电路
课件：模电第九章1
+ – C 反相，发射极与基
极同相。
振荡频率:
利用2：互感线圈
的同极性端电位变
f0 2π
1 LC
化相位相同。
27
LC电感三点式振荡器
+UCC
振荡频率:
+ C1 +
1
–
uo f0 2p (L1 L2 2M )C
–C
L1
M为两线圈的互感
+
反相
L–2
+
正反馈
28
LC电容三点式振荡器
+UCC
振荡频率:
Rf
f0
1
2pRC
RF 2R f
13
例题:R=1k，C=0.1F， Rf=10k。RF为多大时才能
RF
起振？振荡频率f0=？Hz
起振条件：
AF=1， F
1
R Rf _
uo
C
+
A=3
3
R
C
A 1 RF
Rf
RF 2R f =210=20k
f0
1
2pRC
=1592 Hz
14
能自行起振的电路1
RT
因为：A(o ) | A | j A F (o ) | F | j F
所以，自激振荡条件也可以写成：
（1）振幅平衡条件： | AF | 1
（2）相位平衡条件：j A j F 2np n是整数
相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
5
问题：如何启振？
f
Rf
18
§ 9.7 LC正弦波振荡器
LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可 以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所以一 般用分离元件组成放大电路。本节只对 LC振荡电路 做一简单介绍，重点掌握相位条件的判别。
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2
Main technical parameters
1 Maximum output power Pom
在电路参数确定的情况下，输入为正弦波 且输出基本不失真的条件下，负载上可能 获得的最大交流功率
2 Efficiency
=最电大源输功出率功率100%
=
Pom PV
100%
Power BJTs
最大不失真输出电压
的有效值：
U om
VCC
U CES 2
最大输出功率：
Pom
U
2 om
RL
(VCC
U CES )2 2RL
9
9.2 Output-Power and Efficiency analysis in OCL
2. Efficiency
电源 VCC 提供的电流
iC
VCC
PV 4 VCC
15
（2）因为U o
U
，所
i
以U
om
8V。最大输出功率
Pom
U
2 om
RL
82 ( )W
4
16W
16
例二：负载所需最大功率为16W，负载电阻RL=8Ω。设晶体
管的饱和管压降︱UCES ︱=2V ，试问： （1）电源电压至少应取多少伏？ （2）若电源电压取20V，则晶体管的最大集电极电流、最大管 压降和集电极最大功耗各为多少？
I E max
VCC
U CES 1 RL
考虑一定的余量时
IC max
VCC RL
12
9.2.3 Power BJTs Choosing in OCL
三、集电极最大功耗
uCE
(VCC
UOM
sint),iC
UOM RL
sint
PT
1
2
(VCC
0
UOM
sin t ) U OM
最大管压降
UCE max VCC UOM 38V
晶体管集电极最大功耗
PT max
VC2C
2RL
5.07W
18
例三： 电路如下图，已知VCC、晶体管的饱和管压降
UCES 和负载 电阻RL （1）各电路是什么电路？ （2）求解负载上可能获得的最大功率和效率； （3）静态时发射极电位等于0.5Vcc的电路包括？
UCES RL
sin t
电源消耗的平均功率
PV
1
0
VCC
U CES RL
sin tVCCdt
2 VCC (VCC UCES )
RL
10
9.2 Output-Power and Efficiency analysis in OCL
2. Efficiency
Pom
变压器耦合乙类推挽功率放大电路
Push-pull：同类管子在电路中交替导通 5
2. Output transformerless coupled Power Amp
A
Quiescent state UA=0.5Vcc
6
3. Output capacitorless coupled Power Amp
Chapter 9 Power amplifiers
9.1 Introduction 9.2 complementary pair power amplifier
1
9.1 Introduction
能够向负载提供足够信号功率的放大电路 称为功率放大电路
功率放大电路要考虑的问题
1. 能根据负载要求提供所需要的输出功率 2. 具有较高的效率 3. 输出信号基本不失真 4. 半导体三极管的散热和保护问题
U (BR)CEO 2VCC
ICM
VCC RL
PCM 0.2Pom
14
例一： 已知VCC=15V，输入电压为正弦波，晶体管
的饱和管压降︱UCES ︱=3V ，电压放大倍数约为1，负 载 电阻RL=4Ω。
（1）求解负载上可能获得的最大功率和效率； （2）若输入电压最大有效值为8V，则负载上能够获 得的最大功率为多少？
Complementary pair：不同类型管子交替工作 且均组 成射极输出形式
7
4. Balanced transformerless coupled Power Amp
8
9.2 Output-Power and Efficiency analysis in OCL
1.Maximum Output-Power Pom
U
2 om
RL
(VCC UCES )2 2RL
PV 2 VCC (VCC 来自UCES )RL
Pom VCC UCES
PV 4 VCC
11
9.2.3 Power BJTs Choosing in OCL
一、最大管压降
U CE max 2VCC
二、集电极最大电流
IC max
注意极限参数PCM、 ICM 、U(BR)CEO的选择
3
Three working status of BJTs
1. Class-A
iC
iC
3. Class-AB
iC
iC
Q
0
t0
iC
iC
IB=0
uCE
0
t0
2. Class-B
Q
IB=0
uCE
Q IB=0
0
t0
uCE
4
1. Output transformer coupled Power Amp
RL
sintdt
1
(VCCU OM
U
2 OM
)
RL
4
令：dPT dU OM
0,
得：U
＝2
OM
VCC，代入上式，
得：PT max
V
2 CC
2 RL
当U CES＝0时，PT
2
2
Pom
0.2Pom
13
9.2.3 Power BJTs Choosing in OCL
晶体管极限参数的选择
Pom
(VCC UCES )2 2RL
16W
VCC 18V
IC max
UOM RL
20 2
RL
2.25A
17
例二：负载所需最大功率为16W，负载电阻RL=8Ω。设晶体
管的饱和管压降︱UCES ︱=2V ，试问： （1）电源电压至少应取多少伏？ （2）若电源电压取20V，则晶体管的最大集电极电流、最大管 压降和集电极最大功耗各为多少？
19
Assignment • P506 9.4 • P508 9.13
15
VCC=15V ︱UCES ︱=3V RL=4Ω
（1）求解负载上可能获得 的最大功率和效率； （2）若输入电压最大有效 值为8V，则负载上能够获 得的最大功率为多少？
（1）Pom
U
2 om
RL
(VCC
UCES )2 2RL
(15 3)2 W
24
18W
Pom VCC UCES 15 3 78.5% 62.8%
Main technical parameters
1 Maximum output power Pom
在电路参数确定的情况下，输入为正弦波 且输出基本不失真的条件下，负载上可能 获得的最大交流功率
2 Efficiency
=最电大源输功出率功率100%
=
Pom PV
100%
Power BJTs
最大不失真输出电压
的有效值：
U om
VCC
U CES 2
最大输出功率：
Pom
U
2 om
RL
(VCC
U CES )2 2RL
9
9.2 Output-Power and Efficiency analysis in OCL
2. Efficiency
电源 VCC 提供的电流
iC
VCC
PV 4 VCC
15
（2）因为U o
U
，所
i
以U
om
8V。最大输出功率
Pom
U
2 om
RL
82 ( )W
4
16W
16
例二：负载所需最大功率为16W，负载电阻RL=8Ω。设晶体
管的饱和管压降︱UCES ︱=2V ，试问： （1）电源电压至少应取多少伏？ （2）若电源电压取20V，则晶体管的最大集电极电流、最大管 压降和集电极最大功耗各为多少？
I E max
VCC
U CES 1 RL
考虑一定的余量时
IC max
VCC RL
12
9.2.3 Power BJTs Choosing in OCL
三、集电极最大功耗
uCE
(VCC
UOM
sint),iC
UOM RL
sint
PT
1
2
(VCC
0
UOM
sin t ) U OM
最大管压降
UCE max VCC UOM 38V
晶体管集电极最大功耗
PT max
VC2C
2RL
5.07W
18
例三： 电路如下图，已知VCC、晶体管的饱和管压降
UCES 和负载 电阻RL （1）各电路是什么电路？ （2）求解负载上可能获得的最大功率和效率； （3）静态时发射极电位等于0.5Vcc的电路包括？
UCES RL
sin t
电源消耗的平均功率
PV
1
0
VCC
U CES RL
sin tVCCdt
2 VCC (VCC UCES )
RL
10
9.2 Output-Power and Efficiency analysis in OCL
2. Efficiency
Pom
变压器耦合乙类推挽功率放大电路
Push-pull：同类管子在电路中交替导通 5
2. Output transformerless coupled Power Amp
A
Quiescent state UA=0.5Vcc
6
3. Output capacitorless coupled Power Amp
Chapter 9 Power amplifiers
9.1 Introduction 9.2 complementary pair power amplifier
1
9.1 Introduction
能够向负载提供足够信号功率的放大电路 称为功率放大电路
功率放大电路要考虑的问题
1. 能根据负载要求提供所需要的输出功率 2. 具有较高的效率 3. 输出信号基本不失真 4. 半导体三极管的散热和保护问题
U (BR)CEO 2VCC
ICM
VCC RL
PCM 0.2Pom
14
例一： 已知VCC=15V，输入电压为正弦波，晶体管
的饱和管压降︱UCES ︱=3V ，电压放大倍数约为1，负 载 电阻RL=4Ω。
（1）求解负载上可能获得的最大功率和效率； （2）若输入电压最大有效值为8V，则负载上能够获 得的最大功率为多少？
Complementary pair：不同类型管子交替工作 且均组 成射极输出形式
7
4. Balanced transformerless coupled Power Amp
8
9.2 Output-Power and Efficiency analysis in OCL
1.Maximum Output-Power Pom
U
2 om
RL
(VCC UCES )2 2RL
PV 2 VCC (VCC 来自UCES )RL
Pom VCC UCES
PV 4 VCC
11
9.2.3 Power BJTs Choosing in OCL
一、最大管压降
U CE max 2VCC
二、集电极最大电流
IC max
注意极限参数PCM、 ICM 、U(BR)CEO的选择
3
Three working status of BJTs
1. Class-A
iC
iC
3. Class-AB
iC
iC
Q
0
t0
iC
iC
IB=0
uCE
0
t0
2. Class-B
Q
IB=0
uCE
Q IB=0
0
t0
uCE
4
1. Output transformer coupled Power Amp
RL
sintdt
1
(VCCU OM
U
2 OM
)
RL
4
令：dPT dU OM
0,
得：U
＝2
OM
VCC，代入上式，
得：PT max
V
2 CC
2 RL
当U CES＝0时，PT
2
2
Pom
0.2Pom
13
9.2.3 Power BJTs Choosing in OCL
晶体管极限参数的选择
Pom
(VCC UCES )2 2RL
16W
VCC 18V
IC max
UOM RL
20 2
RL
2.25A
17
例二：负载所需最大功率为16W，负载电阻RL=8Ω。设晶体
管的饱和管压降︱UCES ︱=2V ，试问： （1）电源电压至少应取多少伏？ （2）若电源电压取20V，则晶体管的最大集电极电流、最大管 压降和集电极最大功耗各为多少？
19
Assignment • P506 9.4 • P508 9.13
15
VCC=15V ︱UCES ︱=3V RL=4Ω
（1）求解负载上可能获得 的最大功率和效率； （2）若输入电压最大有效 值为8V，则负载上能够获 得的最大功率为多少？
（1）Pom
U
2 om
RL
(VCC
UCES )2 2RL
(15 3)2 W
24
18W
Pom VCC UCES 15 3 78.5% 62.8%