电子技术第12讲(功率放大器).pptx

ic1 交越失真
（UC相当于电源）
ui 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，但存在交越失真。
A+C RL UL
T2 ic2
四、输出功率及效率
若忽略交越失真的影响，且 ui 幅度足够大。则：
U L max
采用推挽输出电路，或互补对称射极 输出器
11.3.2 变压器耦合推挽功率放大电路
放大器：由两个共射极放大器组成，两个三极管的射极接在一起，
Rb1
USC
iL
+
T1
+ –
Re
ui
+
–
–
T2
Rb2
输入变压器：将输入信号分成两个大 小相等相位相反的信号，分别送两个 放大器的基极，使T1、T2轮流导通。
RL
uo
uo
T2
-USC
交越失真
特点：
(1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零； (2) 每管导通时间于半个周期 ； (3) 存在交越失真。
T1
+USC
ui T2
iL RL
uo
-USC
二、最大输出功率及效率的计算
假设 ui 为正弦波且幅度足够大，
T1、T2导通时均能饱和，此时输出
达到最大值。
T1
若忽略晶体管的饱和
压降，则负载（RL)上的电 压和电流分别为：
U L max U SC
ui
I L max U SC RL
负载上得到的最大功率为：
T2
Po max
U SC 2
U SC 2
1 RL
U
2 SC
2RL
+USC ULmax
iL RL
UL
-USC
电源提供的直流平均功率计算：
每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为:
I av1
1
2
U SC sin td (t) U SC
0 RL
RL
I av2
I av1
U SC
RL
U SC ic1
RL
USC1 =USC2 =USC
两个电源提供的总功率为：
2 t
PE
PE1 PE 2
2U
SC
U SC
RL
2U
2 SC
RL
效率为：
U
2 SC
Po max PE
2RL
2U
2 SC
输出变压器：将两个集 电极输出信号合为一个 信号，耦合到副边输出 给负载。
直流通道
变压器线圈对于 直流相当于短路
ui
Rb1 T1 Re
T2 Rb2
iL USC
RL
Rb1 T1 Re
T2 Rb2
USC
对于任何一个三极管都是 静态工作点稳定的共射极
放大器
Rb1
USC 两个三极管的静
T1 态工作点都设在
+USC T1
二、静态分析
令：ui
U SC 2
USC/2 ui
则 T1、T2 特性对称，
UA
U SC 2
,
UC
U SC 2
A + U- C C RL UL
T2
三、动态分析
设输入端在0.5USC直流电平基础上加入正弦信号
ui
U SC 2
时，T1导通、T2截止；
+USC
ui
U SC 2
时，T1截止、 T2导通。 T1
uo = 0V
+USC
ic1
动态时：
ui > 0V ui 0V
T1导通，T2截止 ui iL= ic1 ;
T1截止，T2导通 iL=ic2
iL RL
uo
ic2
T2
-USC
注意：T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的 方式。
输入输入波形图 ui
uo ´
死区电压 T1
+USC
uo
ui
iL RL
11.3.3 互补对称功率放大电路
互补对称：电路中采用两个晶体管：NPN、 PNP各一支；两管特性一致。 对称电源：+USC，-USC 组成互补对称式射极输出器
+USC
T1 NPN型
ui
PNP型iL
RL
uo
T2 -USC
一、工作原理（设ui为正弦波）
静态时：
T1
ui = 0V T1、T2均不工作
第12讲
第11章 基本放大电路
11.3 功率放大电路
11.3.1 概述 11.3.2 变压器耦合功率放大电路 11.3.3 互补对称功率放大电路原理 11.3.4 无输出变压器(OTL)的互补对称功放电路 11.3.5 无输出电容(OCL)的互补对称功放电路 11.3.6 实际功放电路 11.3.7 集成功率放大器(教材12.8)
Rb2
刚刚超过死区,
Re
IB很小,IC也很小, 降低直流功耗。
Q
交流通道
Rb1
iL USC
T1
Re
ui
RL
T2 Rb2
输入信号正半周，T1导通，T2截止
ui>0 +–
ui<0 ui –+
ib1 +–
T1 ic1
+
+––+
Re – –
–+ T2
+
ib2
ic2
+– RL
–+
输入信号负半周，T2导通，T1截止
UCEQ = 0.5USC ； ICQ =0.5USC /RE。
PE U SC ICQ U SC 2 / 2RE
PO
UCEQ 2
I CQ (U SC / 2 2 )2 U SC 2
2
RE
8RE
PO PE 25%
如何解决效率低的问题？
办法：降低Q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：
答： 不合适，因为效率太低 。
Ic USC /RE
USC Rb
ib Q
ui
RE
uo
uo
uo
USC uce t
射极输出器效率低的原因 ：
一般射随静态工作点（Q）设置较高（靠近负载 线的中部），信号波形正负半周均不失真 。电路中
存在的静态电流（ICQ），在晶体管和射极电阻中造 成较大静态损耗，致使效率降低。设Q点正好在负载 线中点，若忽略晶体管的饱和压降，则有：
Ic ICM
PCM
uce UCEM
(2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止 波形失真。
(3) 电源提供的能量尽可能转换给负载，减少 晶体管及线路上的损失。即注意提高电路
的效率（）。
Pomax 100%
PE
Pomax : 负载上得到的交流信号功率。 PE ： 电源提供的直流功率。
问题讨论:
射极输出器输出电阻低，带负载 能力强，可以用做功率放大器吗
11.3.1 概述
功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱 动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表 指针偏转等。
例： 扩音系统
信
电
功号压率提放放取
大
大
分析功放电路应注意的问题
(1) 功放电路中电流、电压要求都比较大， 必须注意电路参数不能超过晶体管的极 限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。
4
78.5%
RL
互补对称功放的类型： 互补对称功放的类型
无输出变压器形式 无输出电容形式
（ OTL电路）
（ OCL电路）
OTL: Output TransformerLess OCL: Output CapacitorLess
11.3.4 无输出变压器的互补对称功放电路
一、特点
1. 单电源供电； 2. 输出加有大电容。