#模拟电子技术_第4章_低频功放B

第4章功率放大电路4.1 教学基本要求
主要知识点
教学基本要求
熟练掌握正确理解一般了解
低频功率放大电路的特点、分类、效率和失真问题√
互补推挽功率放大电路乙类互补推挽功率放大电路的工作原
理及主要性能指标计算
√
甲乙类互补推挽功放电路工作原理√
单电源功率放大电路工作原理√ 低频功放的能量和效率√
功率器件和散热几种功率器件的特点、功率器件的散热√
集成功率放大器√
4.2 重点和难点
一、重点
1．理解甲类、乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率和静态工作点设置的关系。

2．乙类功放的工作原理和功率参数计算方法。

二、难点
1．正确理解乙类和甲乙类低频功率放大器中放大管的电流流通角、波形失真及其解决方法。

2．乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率计算以及效率的提高。

4.3 知识要点
甲类功放及特点
乙类功放及特点
1．低频功率放大器甲乙类功放及特点
主要技术要求
乙类互补对称功率放大器
交越失真及其解决办法
2．互补对称功率放大器甲乙类互补对称功率放大器
单电源互补对称功率放大器
BTL功率放大器
本课程中对低频功率放大器的讨论和分析的思路为：
先讨论功率放大器的特殊问题甲类功放电路的组成、原理及其优缺点提高效率的途径乙类互补功放电路的组成、原理及其优缺点，功率计算(输出信号交越失真)
为了克服交越失真甲乙类低频功放的组成、原理及其优缺点需要解决交流输出信号正负半周不对称问题采用自举电路。

然后介绍集成功放以及BTL功放电路等。

4.4 主要内容
4.4.1 功率放大电路的特殊问题
4.4.1.1 功率放大电路的特点和要求
1．在不失真的前提下尽可能地输出较大功率
由于功率放大电路在多级放大电路的输出级，信号幅度较大，功率放大管往往工作在极限状态。

功率放大器的主要任务是为额定负载L R 提供不失真的输出功率，同时需要考虑功率放大管的失真、功率放大管的安全(即极限参数CM P 、CM I 、CEO (BR)U )和散热等问题。

2．具有较高的效率
由于功率放大电路输出功率较大，所以，效率问题是功率放大电路的主要问题。

3. 存在非线性失真
功率放大器中，功率放大器件处于大信号工作状态，由于器件的非线性特性，产生的非线性失真比小信号放大电路产生的失真严重许多，非线性失真常用非线性失真系数D 表示。

当输入信号为正弦波时，设输出信号的基波功率为o1P ，其他各次失真谐波分量的功率分别为o2P 、
、
、⋅⋅⋅ o2P on P ，则D 定义为 2
om1
2omn
2om32om22om12omn 2om32om2o1
on
o3o2U U U U I I I I P P P P D +⋅⋅⋅++=+⋅⋅⋅++=
+⋅⋅⋅++=
（4-1） 4. 采用图解法分析
由于功率放大器件处于大信号工作状态，已不属于线性电路的范围，因此不能采用线性电路的分析方法，通常采用图解法对其输出功率、效率等性能指标作近似估算。

4.4.1.2 提高功率放大电路效率的主要途径
为提高效率、降低损耗，应从两方面考虑：一是增加放大电路的动态工作范围来增加输出功率；二是减少电源供给的功率，即在CC U 一定时使静态电流C I 减小，也就是将静态工作点沿交流负载线下移，从而减小功率器件的损耗。

但输出信号的大小由实际情况决定，故需要通过降低静态工作电流，即降低静态工作点的方法来降低损耗，但同时需要解决失真问题。

4.4.2 乙类互补对称功率放大电路
4.4.2.1 无输出电容的双电源互补对称功率放大电路（OCL ）
图4-1a 所示为无输出电容(OCL)乙类双电源互补对称功率放大电路原理图。

1T 为NPN 管，2T 为PNP 管，要求1T 、2T 的特性对称一致。

由于没有设置基极偏置电压，故B I 、C I 、BE U 均为零，是乙类
工作状态。

从电路形式看，两个三极管都接成射极输出器的形式，具有i o u u =，输入电阻高，输出
CC
U +CC
U -L
R 1T 2
T i
u o
u （a） 电路原理图
1
c i 2
c i i u 0
t
1c i 2c i o u 图4-1 乙类双电源OCL功率放大电路
0t
t
t
（b)输入输出波形图
π
π
π
π
π
2π
2π
2π
2
电阻低的特点。

假定t U u ωsin im i =，当i u 为正半波时1T 导通、2T 截止，流过L R 的电流为1c i ，i o u u =。

当i u 为负半波时，2T 导通、1T 截止，流过L R 的电流为2c i ，由于1T 、2T 对称，2c 1c i i =，i o u u =。

由此可见，在输入信号i u 的一个周期内，1T 、2T 交替导通，互相补足，故称为互补对称功率放大电路。

电流1c i 、2c i 以正反不同的方向交替流过负载L R ，在L R 上得到一个完整的正弦输出信号o u ，如图4-1b 所示。

图4-2为采用图解法分析的双电源OCL 功率放大电路的波形图，从图可知，输出电压的最大不失真输出幅值为CES CC (max)cem om(max)U U U U -==。

1
C i 1
CE u 0Q
CC U 2
CE u -0
CC
U 1
C i π
t
A
B cm
I cm(max)
I cem
U m(max)
ce U CES
U t
ω2
C i Q
CC
U 2
C i π
t ωπ
20
图4-2 乙类双电源OCL功率放大电路的波形图
4.4.2.2 功率参数分析
1.输出功率o P
若用正弦信号的幅值表示，则输出功率为
L
2
om
L 2cem cm cem cm
cem o 21212122R U R U I U I U P =
=== （4-2） 输出o u （即输入i u ）的幅度越大，负载上输出的功率也越大。

当输出max o u 且波形不失真时，其
值为CES CC om(max)U U U -=，此时输出功率也最大。

故最大不失真输出功率为： L
2
CC L 2CES CC om
21)(21R U R U U P ≈-= （4-3） 2.管耗1T P 、2T P
管耗是指流过每只功率管瞬时电流C i 和管压降CE u 的乘积在一个周期内的平均值，由于每只管子各导通半周，故有：
)(d sin )sin (21
)(d 210L
om om CC C 0CE 1T 2T t R t U t U U t i u P P ωωωπωππ
π⎰⎰-===
)4
(12
om
om CC L U U U R -=π （4-4） 在理想情况下（即无静态电流，忽略管子饱和压降），当无输出功率时，即0om =U ，管耗1
T P 也为零；当输出电压最大幅值为电源电压时，即CC om(max)U U =时，将此参数代入上式，有：
om L 2
CC )
1(T 137.0)44(CC om P R U P U U ≈-==π
π （4-5） 利用求极值的方法，令0d /d om T1=U P ，可求得当CC CC om 6.02
U U U ≈=
π
时，管耗最大值为：
om L
2CC
21(max)T 2.01P R U P ≈⋅=π （4-6）
可见，管耗和输出信号呈非线性关系，最大管耗并不是发生在输出信号最大的时刻。

3.直流电源提供的功率E P
直流电流提供的功率一部分消耗在管子上，一部分提供给负载，故有：
L
om CC o 1T E π22R U
U P P P ⋅=+= （4-7）
从上式可以看出，输出信号越大，直流电源提供的功率也越大。

当输出电压为最大幅度即
CC om(max)U U =时，将（4-3）、（4-5）代入（4-7）式，有：
L
2
CC
E(m ax)
π2R U P ⋅
= （4-8） 4.效率η
功率放大电路的效率定义为负载获得的平均输出功率和电源供给平均总功率之比。

即：
CC om E o 4πU U
P P ⋅==η (4-9)
从上式可知，输出信号越大，效率越高，当CC om(max)U U =时，效率最大。

将（4-3）、（4-8）代入上（4-9）式，有：
%5.784
π
==
η （4-10） 5.功率管的选择
由以上的计算可知，若想得到最大功率，每只管子的参数必须满足下列条件： （1）每只管子的最大允许管耗CM P 必须大于om 1(max)T 2.0P P ≈；
（2）当2T 导通时，02CE ≈u ，此时CC 1CE 2U u =为最大值，应选用CC CEO BR)2(U U >的管子。

（3）通过管子的最大集电极电流为L CC R U ，所选管子的CM I 不宜低于此值。

4.4.2.3 无输出变压器的单电源互补对称功率放大电路（OTL ）
图4-3所示为单电源无输出变压器互补对称功率放大电路的原理图，它利用电容L C 的存贮电能的作用代替了负电源。

当1T 导通时，电容L C 被充电，其上电压为2/CC U ；当2
T CC U +L
R 1
T 2
T i
u o
u 图4-3 乙类OTL功放电路原理图
t
i
u A
L
C 2
CC
U
导通时，L C 代替电源向2T 供电。

在整个放大过程中，A 点电压不能下降过多。

因此L C 的容量必须足够大。

工作波形和图4-1b 相同。

在功率计算和功放管的参数选择时，公式（4-2）～（4-9）中的CC U 则要用2/CC U 代替，其它均不变。

4.4.3 甲乙类互补对称功率放大电路
4.4.3.1 乙类功放的交越失真
上述的乙类互补对称功放电路存在一个缺点，就是输出电压o u 存在失真。

因为三极管的输入特性曲线上有一段死区电压，而该电路工作于乙类状态，基极偏置为零。

当输入电压尚小而不足以克服死区电压时，三极管基本截止，在这段区域内0c =i ，
0o =u ，o u 在正负半波相交的地方出现了失真，称其为交越失真，如图4-4所示。

4.4.3.2 消除交越失真的措施
为避免乙类互补对称功放的交越失真，需要采用一定的措施产生一个不大的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态，利用图4-5所示电路中1R 、2R 、3R 、1D 、2D 设置一个不大的偏流，其阻值不宜过大。

1D 、2D 的导通电压和三极管1T 、2T 的死区电压基本相等，以保证1T 、2T 处于微导通偏置状态，可通过调节2R 的大小来调整1T 、2T 两管的基极之间的电压，使1T 、
2T 工作在输入特性线性区的起始段。

正常工作时1D 、2D 和2R 不可以开路。

4.4.3.3 具有推动级的单电源甲乙类互补对称（OTL ）功率放大电路
图4-6所示是具有推动级的单电源互补对称（OTL ）功率放大电路。

3T 是工作于甲类状态的推动管，1R 、2R 、1W R 是它的分压式偏置电路，调节1W R 可改变3C I 的数
值。

3R 、4R 既是3T 的集电极电阻，又是1T 、2T 的偏置电阻，使1T 、2T 工作于甲乙类状态，避免交越失真。

4R 、1D 、2D 上并联旁路电容2C 的目的，
是在动态时保证1T 、2T 的基极交流电位相等，
否则将会造成输出波形的正负半波不对称。

1e R 、2e R 分别为1T 、2T 的发射极反馈电阻，稳定1T 、2T 的射极电流，从而达到稳定输出电压的目的。

4.4.4 采用复合管的单电源甲乙类准互补对称（OTL ）功率放大电路
i
u 图4-4 乙类功放电路的交越失真
o
u 0
t
t
i
u o
u 1
R 2D 2R 1
D CC
U +1
T 2
T 3
R CC
U -L R 图4-5 甲乙类OCL功放电路
CC U +A
i
u o
u 1
R 2
D 2
R 1D 1
T 2
T 3
R 1C L
R 2
C 1e R L
C 3
e C 2e R 3
e R 1W R 4
R 3
T 图4-6 具有推动级的OTL功放电路
由于功放电路两个输出大功率管管型不同，一个为PNP ，一个为NPN ，要求其特性一致，很难配对，而采用复合管可以很好地解决这一问题。

电路如图4-7所示。

图中复合管1T 、4T 构成了一个NPN 管，相当于图4-6所示电路中的1T ，复合管2T 、5T 构成一个PNP 管，相当于图4-7中的2T 。

采用复合后，4T 、5T 为大功率管，由于其型号相同，都为NPN 型，和异型管相比更易配对，而1T 、2T 尽管为异型管，
但其功率较小，也易于配对。

除此之外，复合管还具有电流放大系数β大，输入电阻高、输出电阻低的优点。

由于β大，故驱动级3T 提供给后级基极的电流可减小，对3T 驱动能力的要求降低；由于输出电阻低，整
个功放电路带负载能力增强。

另外，还增加了由R 、C 组成的自举电路以提高输出电压幅度。

4.5 集成功率放大器及其使用
集成功率放大器具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点，因此在收音机、电视机、收录机、开关功率电路、伺服放大电路中广泛采用各类专用集成功率放大器。

目前生产的集成功放内部大多和集成运算放大器（将在第六章介绍）相似。

按输出功率（由几百毫瓦～一百多瓦），分为小、中、大功率放大器。

如LM386，电源电压4～12V ，音频功率0.5W ，可用电池供电。

SHM2150Ⅱ集成音频功放具有左右双路通道放大电路，输出级采用VMOS 管，输出功率可达2×150W 。

4.5.1 TDA2006集成功率放大器简介
常见小功率集成功放有TDA2003、TDA2006、TDA2008以及TDA2009(双10W)等，内部包含输入级、中间电压放大级、恒流源偏置电路、甲乙类准互补对称功率放大电路及短路和过载保护。

4.6典型例题分析
[例4-1] 乙类OCL 功放电路如图4-1a 所示。

已知V 20CC =U ，Ω=8L R ，求对功率管参数的要求。

解：（1）最大输出功率 W 258
2021212
L 2
CC om =⨯=⨯≈R U P
W 52.0om CM =>P P
（2） V 402022CC CEO (BR)=⨯=>U U （3） A 5.28
20
)(L CC CM ==
≥R U I 实际在功率管选择型号时，还要对其极限留有一定的余量，一般提高%100~50以上。

[例4-2] 甲乙类OCL 互补对称功率放大器电路如例4-2图a 所示。

CC
U +A i
u o
u 1
R 2
D 2
R 1
D 1T 2
T 3
R 1
C L
R C
1
e R L
C 3
e C 2e R 3
e R 1
W R 4
R 3
T 图4-7采用复合管的OTL功放电路
4T 5
T 2
c R 5
e R 4
e R R G i
u o
u 1
R 2
D 2
R 1D CC
U +1
T 2
T 3
R CC
U -L
R o
u (a)
1）OCL 功放电路在调整静态工作点时应注意什么问题？通常应调整电路中的哪个元件？ 2）动态情况下，若输出电压o u 出现如例4-2b 图所示的失真，为何种失真？应调整哪个元件？如何调整才能消除失真？
3）静态情况下，若212D D R 、、三个元件中有一个断开，电路会出现什么问题？
4）当V 15CC =U ，三极管的饱和压降为V 1CES ≈U ，Ω 8L =R ，负载L R 上获得的最大输出功率om P 应多大？ 解：
1）OCL 功放电路在调整静态工作点时应注意使0o =u ，即静态时流过负载L R 的电流0L =I ，为实现这一点，通常应调节1R ，也可以调节2R 。

2）动态情况下，若输出电压o u 出现如例4-2b 图所示的失真，称为交越失真。

通常调节2R 消除交越失真。

3）静态情况下，若212D D R 、、三个元件中有一个断开，将导致21T T 、的基极偏置电流
B2B1I I ＝过大，且3
1CC
B2B12R R U I I +≈
＝，因此，B C I I β=，这将可能导致21T T 、的功耗远大于三
极管的额定功耗而烧毁。

4）当V 15CC =U ，三极管的饱和压降为V 1CES ≈U ，Ω 8L =R ，负载L R 上获得的最大输出功率om P 为
W
2.2518
)115(21)(212
L 2CES CC om =-⋅=-⋅=R U U P [例4-3] OCL 互补对称功率放大器电路如例4-2图a 所示。

已知V 18CC =U ，三极管的饱和压降为V 1CES ≈U ，Ω 8L =R 。

1）试计算负载L R 上获得的最大输出功率om P ；
2）试计算电路的效率η和每只三极管的最大功耗1(m ax)T P ； 3）为保证电路正常工作，所选功率三极管的(BR)CEO U 和CM I 。

解：1）依题意，在输入信号足够大，能使三极管达到饱和而有不失真时，负载L R 上获得的最大输
出功率om P 为 ： W 8.0618
)118(21)(212
L 2CES CC om =-⨯=-⨯=R U U P
2）在上述条件下，电源提供的功率为 W 36.428
17
18π2π2L om CC E(max)=⨯⨯=⨯=
R U U P 电路的效率%7474.036
.2406
.18E om ====
P P η 功率三极管的最大管耗为 W 6.3P 2.0om 1(max)T ==P
3）为保证电路正常工作，所选功率三极管的CC (BR)CEO 2U U >，L
CC
CM R U I >，在此基础上工程使用中应考虑留有一定的富裕量。

4.7习题及其解答(供参考)
一、自测题：
4-1思考题
⑴ 功率放大器有何特点？对其有何基本要求？ 答：功率放大器的特点：
1. 要有尽可能大的输出功率；
2. 效率要高；
3. 非线性失真要小；
4. 考虑放大器件的安全，要加装散热和保护装；
5. 放大器件在大信号条件下工作，采用图解法分析。

基本要求：
1. 要求输出功率尽可能大：因为放大器件工作在极限运转状态；
2. 要求效率高：需要考虑减小功耗，提高电源转换效率；
3. 非线性失真要小；
4. 解决功放器件的散热问题。

⑵ 功率放大电路的选管有何原则？ 答：（1）每只管子的最大允许管耗CM P 必须大于om 1(max)T 2.0P P ≈； （2）选用CC CEO BR)2(U U >的管子。

（3）通过管子的最大集电极电流为L CC R U ，所选管子的CM I 不宜低于此值。

⑶ 分析乙类互补对称电路的波形失真，说明减少或消除失真的方法？
答：三极管的输入特性曲线上有一段死区电压，而该电路工作于乙类状态，基极偏置为零。

当输入电压尚小而不足以克服死区电压时，三极管基本截止，在这段区域内0c =i ，0o =u ，o u 在正负半波相交替的地方出现了失真，称其为交越失真。

为避免乙类互补对称功放的交越失真，需要采用一定的措施产生一个不大的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。

⑷ 如何计算复合管的共射电流放大系数和输入电阻？ 答：电流放大系数：21βββ=；输入电阻：2be 11be be r r r β=
(5) 在甲类、乙类、甲乙类三种放大电路中，放大管的电流流通角分别为多少？它们中哪一类放大电路效率最高？
答：甲类：管子的电流流通角为πθ22=； 乙类：管子的电流流通角为πθ=2； 甲乙类：管子的电流流通角为πθπ22<<。

乙类功放的效率最高。

4-2选择题
(1)和甲类功率放大方式相比，乙类互补对称功放的主要优点是 C 。

A ．不用输出变压器
B ．不用输出端大电容
C ．效率高
D ．无交越失真
(2)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 。

A ．交流功率
B ．直流功率
C ．平均功率 (3)功率放大电路的转换效率是指 B 。

A ．输出功率和晶体管所消耗的功率之比
B ．输出功率和电源提供的平均功率之比
C ．晶体管所消耗的功率和电源提供的平均功率之比
(4)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 C 。

A ．1W
B ．0.5W
C ．0.2W
(5)在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有 BDE 。

A ．β
B ．I CM
C ．I CBO
D ． U （BR ）CEO
E ．P CM
F ．f T (6)功率放大电路负载上所获得的功率来源于 C 。

A. 输入信号
B. 功放管
C. 直流电源
(7)功率放大电路功放管的功耗用___A___来描述。

A ．平均功率 B. 瞬时功率 C. 交流功率 4-3填空题
(1) 乙类功率放大电路中，功放晶体管静态电流I CQ = 0 、静态时的电源功耗P DC = 0 。

这类功放的能量转换效率在理想情况下，可达到 78.5% ，但这种功放有 交越 失真。

(2) 功率放大电路中直流电源的能量主要消耗在 负载 上。

(3) 图4-16为两种功率放大电路。

已知图中所有晶体管的电流放大系数、饱和管压降等参数完全相同，导通时b-e 间电压可忽略不计；电源电压U CC 和负载电阻R L
均相等。

填空：
i
u o
u L
R CC
U +(a)
1
T 2
T CC
U -i
u o u L
R CC
U +1
T 2
T C
(b)
题4-3(3)图
（a
）分别将各电路的名称（OCL 、OTL ）填入空内。

图4-16(a)所示为 OCL 电路，图4-16(b)所示为 OTL 电路。

（b ）静态时，晶体管发射极电位u E 为零的电路为 (a) 。

（c ）在输入正弦波信号的正半周，图4-16(a)中导通的晶体管是 T 1 ，图4-16(b)中导通的晶体管是____ T 1___。

（d ）负载电阻R L 获得的最大输出功率最大的电路为 (a) 。

(4) 如图4-17所示电路中，已知T 1和T 2管的饱和管压降│U CES │＝3V ，U CC ＝15V ， R L ＝8Ω，。

选择正确答案填入空内。

（a ）电路中D 1和D 2管的作用是消除 C 。

A ．饱和失真
B ．截止失真
C ．交越失真 （b ）静态时，晶体管发射极电位U EQ B 。

A ．＞0V
B ．＝0V
C ．＜0V （c ）最大输出功率P om 为 C 。

A ．28W
B ．18W
C ．9W
i
u o
u 1
R 2
D 1
D CC
U +1
T 2
T 3
R CC
U -L R 题4-3(4)图
（d ）当输入为正弦波时，若R 1虚焊，即开路，则输出电压 C 。

A ．为正弦波
B ．仅有正半波
C ．仅有负半波
（e ）若D 1虚焊，则T 1管 A 。

A ．可能因功耗过大烧坏
B ．始终饱和
C ．始终截止
二、习题
4-4 在图4-18所示电路中，设三极管的100=β，V 7.0BE =U ，V 5.0CES =U ，0CEO =I ，V 12CC =U 。

电容对交流可视为短路，输入信号i u 为正弦波。

（1）计算电路可能达到的最大不失真输出功率om P ； （2）此时b R 应调节到什么数值？ （3）此时电路的效率?=η 解：（1）b b b BE CC BQ 3
.117.012R R R U U I =-=-=
BQ CQ I I β= CQ L CC CEQ I R U U -= 75.52
CES
CEQ om =-=
U U U V W 2.0722
om
om ==L
R U P （2）25.65.075.5CES om BQ L CC CQ L CC CEQ =+=+=-=-=U U I R U I R U U βV
25.6BQ L CC =-I R U βV
mA 78
10025
.612BQ =⨯-=
I ，mA 7007100CQ =⨯=I
又由 b
b BQ 3
.117.012R R I =-=
代入上式得：k Ω .571b ≈R ，可取k Ω .51b =R W 8.4CC CQ E ≈=U I P %6.244
.807
.2E om ===
P P η
i
u o
u b R L
R C
CC
U +Ω
8题4-4图
T
i
u o
u L
R CC
U +题4-5图1
T 2
T CC
U -i
u o
u L
R CC U +1
T 2
T C
题4-7图
4-5 在图4-19所示的OCL 电路中，已知V 12CC =U ，Ω=16L R ，i u 为正弦电压。

求： （1）在0CES ≈U 时，负载可能得到的最大功率om P ； （2）每个管子允许的管耗CM P 至少应为多少？ （3）每个管子的耐压CEO (BR)U 至少应为多少？
解：（1）管子工作在乙类，则： W 4.516
21222
L 2om om =⨯==R U P
（2）每个管子允许的管耗 W 0.95.42.02.0om CM ≈⨯=≈P P
（3）2T 导通时，02=CE u ，此时CC 1CE 2U u =为最大值，则管子应按以下值选取管子：
()V 242CC CEO BR =≥U U
4-6 在图4-19所示的OCL 电路中，已知V 20CC =U ，Ω=8L R ，i u 为正弦电压。

求： （1）在输入信号幅值V 10m i =U 时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率； （2）在输入信号幅值V 20im =U 时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率。

解：（1）om im V 10U U == A 884.02L
im
i ==
R U I W 25.62L
2
im o ==R U
P
W 67.94π2
22
om om CC L
T1T ≈⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-⋅=
=U U U R P P W 52.1967.925.6o T E =+=+=P P P ， %3.3952
.1925
.6E o ≈==
P P η （2）V 20im =U ，V 20CC om ==U U ， W 258
220222
2CC 2om om =⨯=≈=L L R U R U P
6.85W 13
7.022om )(T T om CC =⨯≈==P P P U U
W 31.8585.625om T E =+=+=P P P ， %48.7885
.3125
E om ≈==
P P η 4-7 在图4-20所示的OTL 电路中，已知Ω=8L R ，三极管的饱和压降0CES ≈U ，i u 为正弦电压。

试求最大不失真功率W 9om =P （不考虑交越失真）时，电源电压CC U 至少应为多
少？ 解：() W 922/L
2
CES CC om
=-=
R U U P
则：V
2422om L CC ==P R U 4-8 一互补推挽式OTL 电路如图4-21所示，若最大不失真输出功率为W 25.6，三极管饱和压降及静态功耗可以忽略不计。

试求：
（1）电源电压CC U 至少应取多少？ （2）1T 、2T 管的CM P 至少应选多大？
（3）若输出波形出现交越失真，应调节哪个电阻？
（4）若输出波形出现一边有小的削峰失真，应调节哪个电阻来消除？ 解：由已知得：
（1）V 2025.6888om L CC =⨯⨯==P R U （2） W .25125.62.02.0om CM =⨯=≈P P
CC
U +i
u o
u 1
R 2
R 1
T 2
T 3R 1
C L
R 2
C L
C Ω
85
R 4
R 3
T 题4-8图
（3）若输出波形出现交越失真，则应使静态工作点稍高于截止工作区，即管子在甲乙类工作状态，此时调整4R 。

（4）若输出波形出现一边有小的削峰失真，应调节1R 、2R 来消除。

4-9 OTL 放大电路如图4-22所示，设1T 、2T 的特性完全对称，V 10CC =U ，Ω=16L R ，i u 为正弦电压。

试回答以下问题：
（1）静态时，电容L C 两端电压应是多少？调整哪个电阻能满足这一要求？
（2）动态时，若输出电压波形出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？
（3）若Ω==k 2.131R R ， 1T 、2T 管的50=β，V 7.0BE =U ，mW 200CM =P ，假设1D 、2D 、2R 中任意一个开路，将会产生什么后果？
解：由题意得：
（1）V 5015.05.0CC C L =⨯==U U ，调整1R 、3R ； （2）调整2R ，使2R 增大。

（3）由于L C 的隔直流作用，静态时0o =u ，因此，若1D 、2D 、2R 中任意一个开路，电流将通过R 1，T 1的BE 结，T 2的BE 结，和R 3形成回路。

则有：
mA 835.34
.24
.110231BE CC B2B1=-=+-==R R U U I I
m A 179 835.350B C2C1=⨯===I I I β
mW 002P mW 9685101792
CM 3CC C CE C C =>>=⨯⨯=⨯==-U
I U I P
可见，若1D 、2D 、2R 中任意一个开路时1T 、2T 将被
烧坏。

4-10 OTL 电路如图4-22所示，已知V 35CC =U ，Ω=35L R ，流过负载电阻的电流为A cos 45.0o t i ω=。

求： （1）负载上得到的输出功率o P 。

（2）电源提供的平均功率E P 。

（3）管子1T 、2T 的管耗1T P 、2T P 。

解：由题意得：
（1） W 43755.33545.05.0π
2d 2
π
20
L 2
o o =⨯⨯==⎰
t
R i P ω
（2）L
L R U
R U P 822cc
2om
om =
=
， V 5.033545.05.035882
o L om =⨯⨯⨯⨯==P R U
W 5.5721
2L
om CC L om
CC E ≈=⨯=R U U R U U P ππ
（3）() W 12
1
o E 2
T 1T =-==P P P P i
u o u 1R 2
D 2R 1
D CC
U +1
T 2
T 3
R L C L R 题4-9图
1
C uF
200uF
500CC U +i
u o
u 1
R 2
R 1
T 2T 3R 1
C L
R 2
C Ω165
R 4R 3
T 题4-11图
W
R 1D 2
D CC
U -
4-11 OCL 电路如图4-23所示，已知负载上的最大不失真输出功率mW 560om =P ，管子饱和压降近似为零。

（1）试计算电源CC U 的值；
（2）试核算使用下列功率管是否满足要求：
1T ： S9013，mW 600CM =P ，mA 500CM =I ，V 50CEO (BR)=U ；
2T ：S9012，mW 600CM =P ，mA 500CM =I ，V 50CEO (BR)=U 。

解：由题意得：
（1）L
2CC om 2R U P ≈ V 4.21056016223
om L CC =⨯⨯⨯==-P R U
（2）1T ：m W 1122.0om T CM =≈≥P P P
mA 63216
2.4L CC CM ==≥R U I
2T ：m W 1122.0om T CM =≈≥P P P
mA 26316
2.4L CC CM ==≥R U I
()V 8.42.422CC CEO BR =⨯=≥U U ,则1T 、2T 都满足要求。

4-12 一个用集成功放LM384组成的功率放大电路如图4-24所示。

已知电路在通带内的电压增益为dB 40，在Ω=8L R 时不失真的最大输出电压峰－峰值可达V 18。

求当i u 为正弦信号时： （1）最大不失真输出功率om P ；
（2）输出功率最大时的输入电压有效值。

解：由题意得：（1） W 58
29
22
L 2om
om ≈⨯==
R U P 已知电路在通带内的电压增益为dB 40，100u =A ，且om U ＝9 V
（2）mV 6.36100
29
100o i ≈⨯=
=U U 4-13 TDA 2030集成功率放大器的一种使用电路如图4-25所示，假定其输出级三极管的饱和压降
可忽略不计，i u 为正弦电压。

（1）指出该电路是属于OTL 还是OCL 电路； （2）理想情况下最大输出功率om P ； （3）求电路输出级的效率。

解：由题意得：
（1） 该电路是无输出电容的双电源互补对称功率放大电路（OCL ）；
（2） W 148
21522
L 2
CC om =⨯==R U P
（3） W 91.178
15
π2π22
L 2CC E =⋅=⋅=R U P
%15.7891
.1714==η
+
-
A
V
15+V
15-i
u o
u Ω
8k
20k
1uF
100L
R k
20uF
10+-A
i
u o
u L
R F
μ1.0F
μ1000F
μ5V
22+12
3
6148
图4-24 题4-12图。