11第二节 互补对称式功率放大电路解析
互补对称功率放大电路消除交越失真 -回复
互补对称功率放大电路消除交越失真-回复中括号内的内容为主题，写一篇1500-2000字文章，一步一步回答: 互补对称功率放大电路（Complementary Symmetry Power Amplifier, CSP）是一种常用的功率放大器设计方案，能够有效地消除交叉失真（Cross-over Distortion），提供高质量的音频放大效果。
本文将一步一步地介绍互补对称功率放大电路的原理和设计步骤，以及它是如何消除交叉失真的。
【第一步：互补对称功率放大电路的原理】互补对称功率放大电路的原理基于NPN型晶体管和PNP型晶体管的互补驱动。
它使用两个互补驱动晶体管，一个用于放大输入信号的正半周，另一个用于放大输入信号的负半周，从而实现高效的功率放大。
互补对称功率放大电路通常由三个主要部分组成：输入级别（input stage）、驱动级别（driver stage）和输出级别（output stage）。
输入级别负责将音频信号转换为电流。
通常采用差动放大器电路，以保证输入信号的高准确度和低失真度。
输入级别的输出信号进入驱动级别。
驱动级别用于增强输入级别的信号，并将其传递给输出级别。
驱动级别通常由多级放大器组成，以提供足够的放大和驱动能力。
它的输出信号进入输出级别。
输出级别负责将驱动级别的高电压、高电流信号转换为音频输出信号。
输出级别通常采用互补对称结构，其中NPN型和PNP型晶体管交替工作。
这种结构使得输出级别能够提供高电压放大和高电流驱动能力。
【第二步：交叉失真的产生和性质】交叉失真是由于互补对称功率放大电路在NPN型晶体管和PNP型晶体管之间的开关转换时，存在的瞬态过程造成的。
在信号切换时，由于晶体管的开关失真，导致输出电流在两个晶体管之间短暂地消失，从而在音频信号的过渡区域产生交叉失真。
交叉失真主要表现为输入信号的零点附近出现的非线性失真。
它会导致音频信号的畸变和谐波失真，降低音频设备的音质。
【第三步：如何消除交叉失真】互补对称功率放大电路可以通过一些设计和优化来有效地消除交叉失真。
互补对称功率放大器
间串联一只大容量电容器C。在没有输入信号时，
调整基极电路的参数，使得电容C两端电压为VCC/2。 在输入信号的正半周时，VT1导通，电流自VCC经 VT1为电容C充电，经过负载电阻RL到地，在RL上产
生正半周的输出电压（电流方向如图中实线所指）。
在输入信号的负半周时， VT2导通，电容C
POm7.0573.6%
PV 9.58
（3）根据最大输出功率与最大管耗之间的关系， 可得到最大管耗为：
P T 1 m P T 2 m 0 .2 P O m 0 .2 7 .0 1 5 .41
（三）OTL甲乙类互补对称 电路
1.工作原理 2.典型电路分析
1.工作原理
图4-6所示电路与上述电路（图4-5）的不同之 处是，除了采用单电源（即将VT2集电极接地）供
真，如图4-4所示。
（2）基本甲乙类互补对称电路
为了减小和消除交越失真，通常在两基极间加二 极管（或电阻或二极管与电阻串联），给VT1和VT2两
管提供一定的稍大于UBE(th)的正向偏置，使两管有一适
当的静态电流，这样两管合成的特性就克服了输入特 性启始部分的非线性影响，从而消除了交越失真，这 就构成了甲乙类放大器。图4-5所示为基本甲乙类互补 对称功率放大电路。
管饱和压降UCES=1V，ICEO=0，RL=16Ω，VCC=32V，
求：
（1）电路的最大不失真输出功率POm。
（2）电路的效率η。
（3）单管最大管耗PTm。
解 （1）求电路的最大不失真输出功率，在考虑管 子的饱和压降时，电路的最大不失真输出电压幅 度为：
U cem V 2 CC U CE S1 23 2115
第二节-互补对称式功率放大电路
D2
R2
iL
T2 RL
UL
-USC
27
动态时
设 ui 加入正弦信号。
正半周， T2 截止，T1 基极 电位进一步提高，进入良 好的导通状态；负半周， T1截止，T2 基极电位进一 R1 D1 ui T1
+USC
步提高，进入良好的导通
+USC T1
ic1
iL RL T2
uo
ui 0V
ic2
-USC
T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方 式，称为乙类放大。
24
乙类放大的输入输出波形关系: ui t 死区电压 u´ o ´ t u"o ui T2 iL RL uo T1
+USC
t
uo t 交越失真
-USC
交越失真：输入信号 ui在过零 前后，输出信号出现的失真便 为交越失真。
ui
U SC 2
t
ULmax t
uL
PL max π 78.5% PE 4 16
一、 电路组成和工作原理
1. OTL乙类互补对称电路 R1 和 R2确定放大电路的 静态电位。 调整R1 和 R2的值，使静态时 两管的发射极电位为 VCC
2
+VCC
R1
VT1
uI C1+
VT2 R2
NPN C + 2PNP
6
交流通道
ui
Rb1 T1 Re T2
iL
USC
RL
输入信号正半周，T1导通，T2截止
Rb2
ui>0
ui<0 u i
第二节-互补对称式功率放大电路资料
π
RL
4= 78.5% 与OCL一样
25
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第二节 互补对称式功率放大电路
（3）功率三极管的极限参数 ▼ 集电极最大允许电流ICM
Icm
VCC
UCES RL
VCC RL
Icm
VCC
/ 2 UCES RL
VCC 2 RL
ICM
VCC 2 RL
▼ 集电极最大允许反向电压U(BR)CEO
3．对于OCL或OTL电路，当负载电阻 减小时，最大输出功率( 增加 ) 。 4．当功率管的饱和压降VCES增大时， 各 指 标 的 变 化 为 Pomax( 减小 ) ， ηmax( 减小 )。
ηmax =
pomax = π pVmax 4
V2 om max VCC2
28
第二节 互补对称式功率放大电路
（2）效率
当输出最大功率时，放大电路的效率等于最大输
出功率Pom与直流电源提供的功率PV之比。
PV =
VCC
×
1 π
π
0 Icmsinωtd(ωt) =
2VπCCIcm≈
2V2CC πRL
当忽略饱和管压降UCES 时，OCL乙类和甲乙类互补 对称电路的效率为
η=
Pom PV
≈
π 4= 78.5%
如果考虑三极管的饱和管压降UCES ，则OCL乙类和 甲乙类互补对称电路的效率将低于此值。
则：Vom
=
2 π VCC
0.6VCC
即VOm= 0.6VCC时PT1最大，所以每管的最大管耗为
PT1m
=
1 VCC2 π2 RL
0.2Pom
注：Pom
VCC2 2RL
互补对称功率放大电路解读
互补对称功率放大电路
互补对称功率放大功率放大电路的特点及类型
1.功率放大电路的特点
功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率,这就要求①功率放大电路不仅要有较高的输出电压,还要有较大的输出电流.因此功率放大电路中的晶体管通常工作在高电压大电流状态,晶体管的功耗也比较大.对晶体管的各项指标必须认真选择,且尽可能使其得到充分利用.因为功率放大电路中的晶体管处在大信号极限运用状态,②非线性失真也要比小信号的电压放大电路严重得多.此外,功率放大电路从互补对称功率放大电路
1.OCL功率放大电路
静态(ui=0)时,UB=0,UE=0,偏置电压为零,V1,V2均处于截止状态,负载中没有电流,电路工作在乙类状态.
动态(ui≠0)时,在ui的正半周V1导通而V2截止,V1以射极输出器的形式将正半周信号输出给负载;在ui的负半周V2导通而V1截止,V2以射极输出器的形式将负半周信号输出给负载.可见在输入信号ui的整个周期内,V1,V2两管轮流交替地工作,互相补充,使负载获得完整的信号波形,故称互补对称电路.
由于V1,V2都工作在共集电极接法,输出。
互补对称功率放大电路
CC
2 RL
iC1
第二节
AT1Biblioteka N -1/RLiC1
Icm
0
UCES
0
VCC Q P T1导通 0 T1截止 uce2
2VCC
uCE1
uCE2
D
-1/RL
T2
iC2
0
2VCC
uce1
T2截止
Ucem
VCC T2导通 Q
2
2
iC2
2.效率
第二节
输出功率占电源供给的比率称为效率，用 表示
2
VCC 2 理想条件下，最大效率为：max 78.5% VCC 4 在理想条件下，OCL和OTL电路的最大效率相同。
+ ui
D1 D2 R2 R3
T1 + uo
T2
RL 8Ω
(-15V)
-VCC
该电路最大不失真输出功率
U 2 cem (VCC UCES ) 2 Po 2 RL 2 RL (15 2) 2 10.6( W ) 28
第二节 +VCC
R1
(+15V)
电源 2 VCC Ucem 2 15 (15 2) 提供 PV RL 8 功率 15.5( W ) 效率
第二节
1.输出功率
VCC 2 2 POM ( ) / 2 RL V CC 8RL 2 2.效率 P P
o V
直流电源供给的功率为PV
PO U 2 cem PV 2 RL
2 VCC Ucem PV RL
VCCUcem Ucem RL 2 VCC
模电互补对称功率放大电路
互补对称功率放大电路利用NPN 和PNP晶体管的互补特性，通过 输入信号控制晶体管的开关状态 ，实现信号的放大。
电路组成与特点
电路组成
互补对称功率放大电路主要由输入级、输出级和偏置电路组成。输入级负责信 号的放大，输出级负责输出放大的信号，偏置电路为晶体管提供合适的偏置电 压。
特点
互补对称功率放大电路具有高效率、高带宽、低失真等特点，广泛应用于音频 放大、通信系统等领域。
高效率功率放大电路在通信、雷达、音频等领域有广泛应用，能够显著降低能耗， 提高设备性能。
宽频带功率放大电路
随着通信技术的发展，宽频带功率放大电路成为了一个重要的研究方向。
宽频带功率放大电路要求在较宽的频率范围内具有稳定的增益和良好的线 性度，以满足现代通信系统对信号处理的要求。
实现宽频带功率放大电路的关键在于优化电路拓扑结构、选用适当的匹配 网络和采用新型的晶体管技术。
分类与应用场景
分类
互补对称功率放大电路根据工作方式 的不同可以分为甲类、乙类和甲乙类 等类型。
应用场景
互补对称功率放大电路广泛应用于音 频设备、通信系统、雷达系统等领域 ，用于实现信号的高效放大和传输。
02
CHAPTER
电路分析
静态工作点分析
静态工作点设置
确定合适的静态工作点，以满足输出信号不失真和放大倍数 要求。
集成化与小型化功率放大电路
随着集成电路技术的发展，集成 化与小型化功率放大电路成为了
可能。
通过将多个晶体管和其他元件集 成在一个芯片上，可以减小电路 体积、提高可靠性、降低成本。
集成化与小型化功率放大电路在 便携式设备、卫星通信等领域有
广泛应用前景。
THANKS
otl互补对称功率放大电路
otl互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路（OTL）是一种广泛应用于音频放大器和无线电接收机的功率放大器。
它的特点是具有高输出功率、低失真和良好的频率响应。
OTL电路由两个晶体管组成，一个为NPN型，另一个为PNP型，它们交替工作，实现互补输出。
一、OTL电路的基本原理1. 互补输出：当一个晶体管导通时，另一个晶体管截止；当一个晶体管截止时，另一个晶体管导通。
这种互补输出方式可以有效地消除输出波形中的交越失真。
2. 负反馈：为了稳定输出电压和提高线性度，OTL电路采用负反馈技术。
负反馈分为电流反馈和电压反馈两种，其中电压反馈具有更好的性能。
3. 电源利用率：由于两个晶体管交替工作，电源利用率较高，可以达到78.5%。
二、OTL电路的基本结构OTL电路主要由以下几部分组成：1. 输入级：通常采用共射极放大器，用于将输入信号放大到一定的幅度。
2. 输出级：由两个互补的晶体管组成，实现互补输出。
3. 负反馈网络：包括电流源、电阻等元件，用于实现负反馈。
4. 偏置电路：为晶体管提供合适的静态工作点。
三、OTL电路的工作过程1. 当输入信号较小时，NPN型晶体管导通，PNP型晶体管截止，输出电压为正半周；2. 当输入信号较大时，NPN型晶体管截止，PNP型晶体管导通，输出电压为负半周；3. 在输入信号的正半周和负半周之间，两个晶体管交替导通和截止，实现互补输出。
四、OTL电路的优点和缺点优点：1. 高输出功率：由于两个晶体管交替工作，电源利用率较高，可以实现较高的输出功率。
2. 低失真：互补输出方式可以有效地消除输出波形中的交越失真。
3. 良好的频率响应：由于采用了负反馈技术，OTL电路具有较好的频率响应。
缺点：1. 效率较低：由于存在交越失真，OTL电路的效率略低于BTL 电路。
2. 动态范围较小：由于两个晶体管的参数不可能完全相同，导致动态范围受到限制。
总之，OTL互补对称功率放大电路是一种性能优良的功率放大器，广泛应用于各种音频放大器和无线电接收机中。
乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)剖析
2 1 V 2CC PC1 m 2 Po m 0.2 Pom 2 RL
例 7.2.1 已知：VCC = VEE = 24 V，RL = 8 ， 忽略 UCE(sat) 求 Pom 以及此时的 PDC、PC1，并选管。
[ 解] V 2CC 242 Pom 36 ( W) 2 RL 2 8 PDC= 2V2CC / RL
乙类双电源互补对称功率放大电路ocl本文语言简练内容丰富叙述明确得当是所述领域中不可多得的优秀文章
7.2 乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL) (OCL — Output Capacitorless)
一、电路组成及工作原理
+VCC
V1 iC1
ui = 0 V1 、 V2 截止 ui > 0 V1 导通 V2 截止 io = iE1 = iC1, uO = iC1RL ui < 0 V2 导通 V1 截止 io = iE2 = iC2, uO = iC2RL+ ui Nhomakorabea
V2
iC1
RL
+ uo
交越失真
VEE
问题： 当输入电压小于死区电压时， 三极管截止，引起 交越失真。 输入信号幅度越小失真越明显。
二、功率和效率 1. 输出功率 1 Po Uo I c Uom 最大输出功率
V1 + ui
+VCC + uo
I cm RL 2 0 2 2 ( V U ) 1 (VCC ) CC CE(sat) 3. 效率 U /R Pom = 2 I V = 2V 最大输出功率 PDC = IC1 V + I V RL L 2C1 RL CC CC 2C2 EE CC 2 om max 78 .5% Po 2 U om P U = 2 V / R om DC CC L 最大输出功率时： η 4 PDC 4 VCC I cm RL 4 VCC 实际约为 60% 1 2 Po 2 U om / RL , PDC = 2VCCIcm /
互补对称功率放大电路
பைடு நூலகம் 三、动态分析
ui>0,T1导通T2截止，iL=iC1,RL上得到上正下负的电压； ui<0,T1截止T2导通，iL=iC2,RL上得到上负下正的电压。
•ui
t iC1 t iC2 t iL t
死 区 电 压
OCL电路的优缺点：
• 优点：电路省掉大电容，改善了低频响应， 又有利于实现集成化。 • 缺点：三极管发射极直接连到负载电阻上， 若静态工作点失调或电路内元器件损坏， 将造成一个较大的电流长时间流过负载， 造成电路损坏。实际使用的电路中常常在 负载回路接入熔断丝作为保护措施。
互补对称功率放大电路
• 互补对称：电路中采用NPN、 PNP两支晶 体管，其特性一致。利用NPN、PNP管轮 流导通，交替工作，在负载RL上得到一个 完整的被放大的交流信号。 • OTL: Output TransformerLess • OCL: Output CapacitorLess
OTL互补对称电路 互补对称电路
OTL电路的优缺点:
• 优点: 效率高； • 其缺点是会出现交越失真， • 可采用甲乙类互补对称电路
OCL互补对称电路 互补对称电路
• • • • 一、特点 1. 双电源供电; 2. 输出端不加隔直电容。 C的作用：隔直通交；储存电能，代替一个 电源。
二、静态分析
• 静态时，ui = 0V • → T1、T2均不工作 • →uo = 0V • UCE1=+Vcc, UCE2=－Vcc
• 一、特点 • 1. 单电源供电; • 2. 输出加有大电容。
二、静态分析
• 静态时，电源通过T1向C 充电，调整参数使得三极 管发射极电位：
VCC UA = , 2
互补对称功率放大电路
互补对称功率放大电路
互补对称功率放大电路
单管甲类功率放大电路虽然简单，只需要一个功率管便可工作。
由于它的效率低，而且为了实现阻抗匹配，需要用变压器，而变压器具有体积大、重量重、频率特性差、耗费金属材料、加工制造麻烦等缺点，因而，目前一般不采用单管功率放大电路，而采用互补对称功率放大电路。
一、双电源互补对称电路(OCL电路)
1.电路组成和工作原理
它的电路图如下图所示：图中的三级管分别为：NPN管和PNP管。
它在工作时要保持很好的对称性，并且正负电源对称，它们均工作在乙
2.指标计算
最大输出功率Po ：
注：如果是单电源功率放大电路，则：。
互补对称放大功率(详细分析：电路)共9张PPT
这种功率放大电路在理想情 况下的效率为 78.5%。
D2
B2 R2
T2
OTL 电路
RLuo iC2
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2. 无输出电容(OCL)的互补对称放大电路
特点：双电源供电、
输出无电容器。
静态时：两管的电流相等，负 C
载中无电流通过，两管发射极 +
周期，静态IC 0，一般功 放常采用。
t
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互补对称放大电路
互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本形式。 互补对称电路有两种形式： （1）当互补对称电路采用单电源供电，通过容量较大的 电容与负载耦合时，由于省去了变压器而被称为无输出变 压器(Output Transformerless)电路，简称OTL电路。 （2）若互补对称电路采用双电源供电，直接与负载相 连，输出电容也省去，就成为无输出电容(Output
互补对称功率放大电路
功率放大电路的作用：是放大电路的输出级，去推动负 载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏 转、电动机旋转等。
对功率放大电路的基本要求
(1) 在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。
(2) 由于功率较大，就要求提高效率。
负载得到的交流信号率 功 η 电源供给的直流功率
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在 ui 的一个周期内，电
流 iC1 和 iC2 以正反方向交替流过
负载 RL ，在 RL 上合成而得出 一个交流输出信号电压 uo。 T1、T2在正负半周交替导通，互
相补充故名为“互补对称放大电
R3
ui
C +
11第二节 互补对称式功率放大电路
第二节 互补对称式功率放大电路
OTL 乙类互补对称电路 R1 和 R2确定放大电路的 静态电位。 VK=VR1+0.7 => VCC/2
+VCC
R1
2VCCVom RL
当 Vom VCC 时 ， PVm
2 VCC RL
2
（4）效率
Po Vom = PV 4 VCC
当 Vom VCC 时 ，
4
78.5%
13
第二节 互补对称式功率放大电路
4. 功率与输出幅度的关系
图形演示
Vom Po 2RL
3
第二节 互补对称式功率放大电路
动态分析：交流信号所耗功率
PO交流输出功率， 为面积QED
交流总功率为有效值的积, 电源提供的功率PV
PT管子所耗热功率
4
第二节 互补对称式功率放大电路
• 结论：对于甲类功放来说 • 整个信号周期均有电流流过管子。IC始终不为零。 • 跟随器为负反馈电路，失真小。电压没放大，但 功率放大。 • 在没有交流信号时，功率降在管子和电阻上。有 信号时，部分转换为有用信号，信号越大，有用 功率就越大。 • 输出功率较小，转换效率低。最大25%。
为减小交越失真，可给V1、V2 发射结加适当的正向偏压，以
R1 + ui － V1 R2 D1 D2 V2 R3
E
+UCC
便产生一个不大的静态偏流，
使V1、V2导通时间稍微超过半 个周期，即工作在甲乙类状态， 如图所示。图中二极管D1、D2 用来提供偏置电压。静态时三
RL
+ uo －
－UCC
极管V1、V2虽然都已基本导通，
互补对称功率放大电路.ppt
OCL 电路和 OTL 电路的比较
电源
OCL 双电源
OTL 单电源
信号 频率响应 电路结构
交、直流 好
较简单
交流
fL 取决于输出耦合电容 C 较复杂
Pomax
1
U
2 om
1
V
2 CC
2 RL 2 RL
1
Uom2
1
V
2 CC
2 RL 8 RL
二、复合管互补对称放大电路
1. 复合管(达林顿管)
目的：实现管子参数的配对 (1 + 2 + 12) ib1
功率放大电路的类型
功率放大电路按其静态工作点在负载线上所处位置不同，可分为 甲类、甲乙类和乙类等类型。
iC
iC
iC
ICQ
Q1
UCEQ
ICQ
VCC uCE
Q2
ICQ
VCCuCE
VCQCu3 CE
甲类：Q点适中，在正 弦信号的整个周期内均 有电流流过BJT。
甲乙类：介于两者之间， 导通角大于180°
乙类：静态电流为0，BJT 只在正弦信号的半个周期 内均导通。
交流通路 若输出电容足够大，其上电压基本保持不变， 则负载上得到的交流信号正负半周对称。
(4) 交越失真
ui
当输入信号ui为正弦波时，
输出信号在过零前后出现的
O
t
失真称为交越失真。
交越失真产生的原因
uo
由于晶体管特性存在非线性，
ui < 死区电压晶体管导通不好。 O 克服交越失真的措施
交越失真
t
采用各种电路以产生有不大的偏流，使静态工作 点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。
互补对称功率放大器
宽频带响应
研究和发展新型电路拓扑 ，实现放大器在更宽的频 带范围内具有稳定的增益 和线性度。
集成化与小型化
利用微电子和纳米技术， 将互补对称功率放大器集 成在更小的芯片上，提高 集成度和可靠性。
应用领域拓展
物联网应用
随着物联网技术的发展，互补对 称功率放大器将广泛应用于各种 无线通信设备，如传感器节点、
射频通信
用于无线通信、雷达、卫星通信等领域的信号放大。
仪器仪表
用于测量和测试设备的信号放大。
其他领域
互补对称功率放大器还广泛应用于音频处理、音频合成、音频效果器等领域。
02
CATALOGUE
互补对称功率放大器电路分析
电路组成与元件
01
02
03
输入级
输入信号首先通过输入级 进行放大，输入级通常由 一个晶体管组成。
频率响应问题
总结词
频率响应问题是指功率放大器在不同频率下的增益或相位特性不一致。
详细描述
频率响应问题通常是由于电路中的元件参数随频率变化所致。为了解决这个问题，可以优化电路元件 的参数，以提高功率放大器的频率稳定性。此外，还可以采用补偿技术来减小频率响应的不一致性。
散热问题
总结词
散热问题是功率放大器在工作过程中，由于功耗较大，导致电路板和元件温度 升高。
匹配网络设计
为了实现最佳性能，需要设计合适的匹配网络，以确保元件之间的 阻抗匹配和信号传输的稳定性。
电路调试与优化
电路调试
在完成互补对称功率放大器设计后，需要进行实 际电路的搭建和调试，检查电路是否正常工作。
性能测试
对调试好的互补对称功率放大器进行性能测试， 如增益、带宽、输出功率等指标的测试。
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5
第二节 互补对称式功率放大电路
如何解决效率低的问题？
办法：降低Q点。 缺点：但又会引起截止失真。 既降低Q点又不会引起截止失真的办法：采 用推挽输出电路，或互补对称射极
输出器。
6
第二节 互补对称式功率放大电路
互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、 PNP各一支；两管特性一致。 类型： 互补对称功放的类型
2VCCVom RL
当 Vom VCC 时 ， PVm
2 VCC RL
2
（4）效率
Po Vom = PV 4 VCC
当 Vom VCC 时 ，
4
78.5%
13
第二节 互补对称式功率放大电路
4. 功率与输出幅度的关系
图形演示
Vom Po 2RL
两管管耗
2 VCCVom Vom ( ) RL 4 最大管耗与最大输出功率的关系 P 0.2P T1m om
PT = PT1 PT2
选管依据之一
12
1 VCCVom Vom ( ) RL 4
2
2
第二节 互补对称式功率放大电路
（3）电源供给的功率PV
PV = Po PT
+VCC
ui
ie1 O T 2
uo
t O
uo
t
VT1
tห้องสมุดไป่ตู้
iE1
ie2 O T
O
t O
t
ui
VT2
iE2
RL
uo
uo
-VCC
乙类互补功率放大电路
10
O
t
在负载上 合成波形
第二节 互补对称式功率放大电路
3. 分析计算 （1）最大不失真输出功率Pomax
( Pomax = VCC VCES 2 RL )2 (VCC VCES ) 2 VCC 2 RL 2 RL
第二节 互补对称式功率放大电路
第二节
互补对称式功率放大电路
电路的组成和工作原理
互补对称电路主要参数的估算
1
第二节 互补对称式功率放大电路
共集电路—射极跟随器 构成的甲类功放
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第二节 互补对称式功率放大电路
静态分析：
设I CEO 0,U CEO 0,U CEQ I CQ VCC U CEQ RL VCC 2 RL VCC 2
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1 VCCVom Vom P ( ) T1 RL 4
2VCCVom P V RL
2
P o 和 P T1 与 Vom /V CC ，即 与 Vo m 不 是 线 性 关 系 。
P T 1m
1 ( RL
VCC
2
VCC
2 V CC 2 V 1 ) CC 4 2 RL
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第二节 互补对称式功率放大电路
动态分析：交流信号所耗功率
PO交流输出功率， 为面积QED
交流总功率为有效值的积, 电源提供的功率PV
PT管子所耗热功率
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第二节 互补对称式功率放大电路
• 结论：对于甲类功放来说 • 整个信号周期均有电流流过管子。IC始终不为零。 • 跟随器为负反馈电路，失真小。电压没放大，但 功率放大。 • 在没有交流信号时，功率降在管子和电阻上。有 信号时，部分转换为有用信号，信号越大，有用 功率就越大。 • 输出功率较小，转换效率低。最大25%。
uii v
PNP
VT2 -VCC
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RL
vo u O
负载
第二节 互补对称式功率放大电路
两个射极输出 器组合而成
射极输出器输 出电阻小、带 负载能力强
+VCC VT1 iE1
ui
+VCC VT1
u ui
-VCC VT2
ui
VT2
iE2
RL
o
RL
uo
RL
uo
-VCC
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第二节 互补对称式功率放大电路
2. 工作原理
第二节 互补对称式功率放大电路
为减小交越失真，可给V1、V2 发射结加适当的正向偏压，以
R1 + ui － V1 R2 D1 D2 R3
E
+UCC
便产生一个不大的静态偏流，
使V1、V2导通时间稍微超过半 个周期，即工作在甲乙类状态， 如图所示。图中二极管D1、D2 用来提供偏置电压。静态时三
V2
RL
+ uo －
－UCC
极管V1、V2虽然都已基本导通，
但因它们对称，UE仍为零，负 载中仍无电流流过。 交流相当于短路
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在回路中， VBE1 + VBE2=VD1+VD2+VR2
ui 0 uo1 0 uo2 0 uo 0 t 交越失真 t t t
种失真称为交越失真。产
生交越失真的原因是由于 V1 、 V2 发 射 结 静 态 偏 压 为零，放大电路工作在乙 类状态。当输入信号 ui 小
于晶体管的发射结死区电
压时，两个晶体管都截止 ，在这一区域内输出电压
为零，使波形失真。
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静态工作点在输 出曲线中点
ICQ静态 工作电流 PVQ : 电源提供 的静态总功率 PTQ三极管所耗功率
P VQ VCC I CQ
VCC 2 2 RL VCC 2 4 RL
PTQ U CEQ I CQ PRLQ I CQ
2
VCC 2 RL 4 RL
PRLQ负载所耗直流 功率
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2
dP 1 VCC Vom T1 ( )0 dVom RL 2 2V Vom CC
此时发生最大管耗
第二节 互补对称式功率放大电路
乙类互补对称电路存在的问题
实际测试波形
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第二节 互补对称式功率放大电路
从工作波形可以看到，在 波形过零的一个小区域内 输出波形产生了失真，这
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实际交流输出功率Po
Po = Vo I o
Vom
Vom 2 2 RL 2 RL
Vom
2
图形分析演示
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第二节 互补对称式功率放大电路
（2）管耗PT
单个管子在交流半个周期内的管耗
vo 1 π PT1 = (VCC vo ) d( t ) 0 2π RL Vomsint 1 π (VCC Vomsint ) d( t ) 0 2π RL 2 Vom 1 π VCCVom 2 ( sin t sin t ) d( t ) 0 2π RL RL
无输出变压器形式 （ OTL电路）
无输出电容形式 （ OCL电路）
OTL: Output TransformerLess OCL: Output CapacitorLess
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第二节 互补对称式功率放大电路
OCL 乙类互补对称电路 1. 电路组成
少了点 什么？
+VCC
NPN
VT1
基极输入
射极输出,静态时 为0电平，Q点Ic 为， 两管均处于 截止点。