电子技术第12讲(功率放大器).pptx
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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
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
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)
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Baidu Nhomakorabea
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 。
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
+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
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。
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
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:
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:
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
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
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
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:
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