第五章-功率放大器讲课教案
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克服方法：在两个功放管的基极之间串入两个二 极管，利用二极管的压降为两个三极管提供正向 偏置电压，使两个三极管处于微导通状态，即工 作在甲乙类状态，克服了交越失真。
五、输出功率、电源功率、效率
1、最大输出功率：
（A）忽略2个功放管的饱和压降VCES：
（B） 考虑2个功放管的饱和压降VCES：
Pom
V
2 G
8RL
Pom
1
(Vcc 2
2
VCES)2 RL
2、电源功率：
PDC
VG2 2 RL
3、效率：
η=
PO P DC
理想最大效率为 m=
互补推挽放大器
互补是通过采用两种不同极性的三极管，利用不同极性三极管的 输入极性不同，用一个信号来激励两只不同极性的三极管，这样 可以不需要有两个大小相等、相位相反的激励信号。 利用NPN型和PNP型三极管的互补特性，用一个信号来同时激励两 只三极管的电路，称之为“互补”电路，由互补电路构成的放大
器称为互补放大器电路。
三、工作原理
1、静态时： 由于V1和V2参数一致，A点和B点的电压都是电源电压Vcc的一半。
VA= Vcc /2 。V1和V2管的发射结电压
VBE=VB — VE=VB — VA= Vcc /2 — Vcc /2 =0。 因此，发射结零偏， V1和V2都截止。
2、 动态时： A、 Vi正半周： V1管（NPN型）导通， V2管（PNP型）截止。直流 电源Vcc通过V1管向耦合电容C1充电。负载RL上输出正半周波形。 B、 Vi负半周： V1管（NPN型）截止， V2管（PNP型）导通。耦合 电容C1放电（容量足够大），向V2管提供电源，并在负载RL上输出 负半周波形。 因此，在一个周期内， V1和V2管交替工作，负载上有完整的波形 输出。
BTL有个优势 桥接状态时 电路本身的底噪会抵消同时最大电流加倍 效果要比单独使用好很多 不过传统电路接成BTL有些麻烦 有些需要用运放换相 有的电路相对复杂
现在有很多效果不错的IC连接成BTL很简单 效果也不错 比如TDA7377
5.２单电源互补对称功放电路（ＯＴＬ电路） （ P11９）
Leabharlann Baidu一、基本电路图
放大器的输出信号反相而已。
OTL
OCL
BTL
OTL电路采用单电源即可工作，所以在便携式功放中很常用，如果不加输出电容， 则稳态时输出电压为0.5Vcc，所以输出电容不可省去。但是输出电容也影响了电 路的低频响应。为了提高低频响应，OCL电路使用对称双电源供电，使稳态输出 为0V，省去输出电容。这时，加在负载上的最大电压为Vcc。这样电源电压利用 率偏低，因为整个电源电压为2Vcc。提高利用率的方式是使用BTL电路，负载接 在电桥中，两端的最大电压可达2Vcc，相同供电电压下输出功率是OCL的四倍， 但是元件数量翻倍。下图示出了BTL电路的原理。每次都是电桥对侧桥臂上的管 子同时导通和截止。由于负载中点电压始终在0V，我们可以把BTL电路看成是两 个等效负载为0.5RL的OCL电路。
二、电路结构
１、单个、正直流电源（+Vcc）供电，将直流 能量转换成交流信号功率。 ２、 V1和V2是一对型号不同，特性对称的配对 管。都是共集电极连接方式（基极输入，发射 极输出），都是射极输出器。输出电阻小，能 与低阻抗负载较好匹配。 ３、不使用输出变压器，输出端用电容耦合， 所以该电路又称为ＯＴＬ电路。
Q 点位置：在交流负载线的中点。 电路特点：功放管始终导通，输出波形无失真。
但静态电流大，效率低（最高５０％）。
Q 点位置：在交流负载线和 IB = 0 输出特性
曲线交点。 电路特点：静态电流几乎为零，效率高（最高
78.5％） 。但输出波形失真大（只有半个波形）。
Ｑ点位置：Ｑ点在交流负载线上略高于乙类
３、按功率放大器输出端特点分类
Ａ、有输出变压器功放电路 Ｂ、无输出变压器功放电路 (简称OTL功放电路)。 Ｃ、无输出电容功放电路 (简称OCL功放电路)。 Ｄ、桥接无输出变压器功放电路 (简称BTL功放电路)
BTL功放电路：
由两个相同的OCL电路组成一个功率更 大的功放电路，无论使用单电源还是双电源 供电都不需要输出电容，理想输出功率是单 个OCL电路的4倍。优点是功率做得更大，缺 点是电路比较复杂。BTL结构常应用于低电 压系统或电池供电系统中。在汽车音响中当 每声道功率超过10w时，大多采用BTL形式。 BTL形式不同于推挽形式，BTL的每一个放 大器放大的信号都是完整的信号，只是两个
四、交越失真及克服方法
讨论电路工作原理的时候是理性状态，未考虑三 极管死区电压（硅：０.５V，锗： ０.２V ）的 影响。实际上由于两个功放管之间没有偏置电路， 在输入交流电压小于死区电压的时候，两个功放 管都是截止的。在输出电压波形的正、负半周交 替处出现一段没有电压的区域，这种现象叫交越 失真。
工作点处。 电路特点：静态电流较小，效率较高（介于甲 类和乙类之间）。输出波形失真比较大。
２、按耦合方式分类
1．阻容耦合功率放大电路。 2．变压器耦合功率放大电路 3．直接耦合功率放大电路
推挽放大器
在功率放大器电路中大量采用推挽放大器电路，这种电路中用两 只三极管构成一级放大器电路，两只三极管分别放大输入信号的 正半周和负半周，即用一只三极管放大信号的正半周，用另一只 三极管放大信号的负半周，两只三极管输出的半周信号在放大器 负载上合并后得到一个完整周期的输出信号。 推挽放大器电路中，一只三极管工作在导通、放大状态时，另一 只三极管处于截止状态，当输入信号变化到另一个半周后，原先 导通、放大的三极管进入截止，而原先截止的三极管进入导通、 放大状态，两只三极管在不断地交替导通放大和截止变化，所以 称为推挽放大器。
第五章-功率放大器
二、功率放大电路的基本要求
1、有足够大的输出功率PO； 2、效率高(η= PO /PDC)；
效率η越高,直流电源消耗的功率越少。
3、非线性失真（波形失真）小； 4、散热性能好。
三、功率放大器的分类
１、按照功放管（三极管）静态工作点 设置分类
根据三极管静态工作点Ｑ在交流负载 线上的位置不同，可分为甲类、乙类、 甲乙类三种。
五、输出功率、电源功率、效率
1、最大输出功率：
（A）忽略2个功放管的饱和压降VCES：
（B） 考虑2个功放管的饱和压降VCES：
Pom
V
2 G
8RL
Pom
1
(Vcc 2
2
VCES)2 RL
2、电源功率：
PDC
VG2 2 RL
3、效率：
η=
PO P DC
理想最大效率为 m=
互补推挽放大器
互补是通过采用两种不同极性的三极管，利用不同极性三极管的 输入极性不同，用一个信号来激励两只不同极性的三极管，这样 可以不需要有两个大小相等、相位相反的激励信号。 利用NPN型和PNP型三极管的互补特性，用一个信号来同时激励两 只三极管的电路，称之为“互补”电路，由互补电路构成的放大
器称为互补放大器电路。
三、工作原理
1、静态时： 由于V1和V2参数一致，A点和B点的电压都是电源电压Vcc的一半。
VA= Vcc /2 。V1和V2管的发射结电压
VBE=VB — VE=VB — VA= Vcc /2 — Vcc /2 =0。 因此，发射结零偏， V1和V2都截止。
2、 动态时： A、 Vi正半周： V1管（NPN型）导通， V2管（PNP型）截止。直流 电源Vcc通过V1管向耦合电容C1充电。负载RL上输出正半周波形。 B、 Vi负半周： V1管（NPN型）截止， V2管（PNP型）导通。耦合 电容C1放电（容量足够大），向V2管提供电源，并在负载RL上输出 负半周波形。 因此，在一个周期内， V1和V2管交替工作，负载上有完整的波形 输出。
BTL有个优势 桥接状态时 电路本身的底噪会抵消同时最大电流加倍 效果要比单独使用好很多 不过传统电路接成BTL有些麻烦 有些需要用运放换相 有的电路相对复杂
现在有很多效果不错的IC连接成BTL很简单 效果也不错 比如TDA7377
5.２单电源互补对称功放电路（ＯＴＬ电路） （ P11９）
Leabharlann Baidu一、基本电路图
放大器的输出信号反相而已。
OTL
OCL
BTL
OTL电路采用单电源即可工作，所以在便携式功放中很常用，如果不加输出电容， 则稳态时输出电压为0.5Vcc，所以输出电容不可省去。但是输出电容也影响了电 路的低频响应。为了提高低频响应，OCL电路使用对称双电源供电，使稳态输出 为0V，省去输出电容。这时，加在负载上的最大电压为Vcc。这样电源电压利用 率偏低，因为整个电源电压为2Vcc。提高利用率的方式是使用BTL电路，负载接 在电桥中，两端的最大电压可达2Vcc，相同供电电压下输出功率是OCL的四倍， 但是元件数量翻倍。下图示出了BTL电路的原理。每次都是电桥对侧桥臂上的管 子同时导通和截止。由于负载中点电压始终在0V，我们可以把BTL电路看成是两 个等效负载为0.5RL的OCL电路。
二、电路结构
１、单个、正直流电源（+Vcc）供电，将直流 能量转换成交流信号功率。 ２、 V1和V2是一对型号不同，特性对称的配对 管。都是共集电极连接方式（基极输入，发射 极输出），都是射极输出器。输出电阻小，能 与低阻抗负载较好匹配。 ３、不使用输出变压器，输出端用电容耦合， 所以该电路又称为ＯＴＬ电路。
Q 点位置：在交流负载线的中点。 电路特点：功放管始终导通，输出波形无失真。
但静态电流大，效率低（最高５０％）。
Q 点位置：在交流负载线和 IB = 0 输出特性
曲线交点。 电路特点：静态电流几乎为零，效率高（最高
78.5％） 。但输出波形失真大（只有半个波形）。
Ｑ点位置：Ｑ点在交流负载线上略高于乙类
３、按功率放大器输出端特点分类
Ａ、有输出变压器功放电路 Ｂ、无输出变压器功放电路 (简称OTL功放电路)。 Ｃ、无输出电容功放电路 (简称OCL功放电路)。 Ｄ、桥接无输出变压器功放电路 (简称BTL功放电路)
BTL功放电路：
由两个相同的OCL电路组成一个功率更 大的功放电路，无论使用单电源还是双电源 供电都不需要输出电容，理想输出功率是单 个OCL电路的4倍。优点是功率做得更大，缺 点是电路比较复杂。BTL结构常应用于低电 压系统或电池供电系统中。在汽车音响中当 每声道功率超过10w时，大多采用BTL形式。 BTL形式不同于推挽形式，BTL的每一个放 大器放大的信号都是完整的信号，只是两个
四、交越失真及克服方法
讨论电路工作原理的时候是理性状态，未考虑三 极管死区电压（硅：０.５V，锗： ０.２V ）的 影响。实际上由于两个功放管之间没有偏置电路， 在输入交流电压小于死区电压的时候，两个功放 管都是截止的。在输出电压波形的正、负半周交 替处出现一段没有电压的区域，这种现象叫交越 失真。
工作点处。 电路特点：静态电流较小，效率较高（介于甲 类和乙类之间）。输出波形失真比较大。
２、按耦合方式分类
1．阻容耦合功率放大电路。 2．变压器耦合功率放大电路 3．直接耦合功率放大电路
推挽放大器
在功率放大器电路中大量采用推挽放大器电路，这种电路中用两 只三极管构成一级放大器电路，两只三极管分别放大输入信号的 正半周和负半周，即用一只三极管放大信号的正半周，用另一只 三极管放大信号的负半周，两只三极管输出的半周信号在放大器 负载上合并后得到一个完整周期的输出信号。 推挽放大器电路中，一只三极管工作在导通、放大状态时，另一 只三极管处于截止状态，当输入信号变化到另一个半周后，原先 导通、放大的三极管进入截止，而原先截止的三极管进入导通、 放大状态，两只三极管在不断地交替导通放大和截止变化，所以 称为推挽放大器。
第五章-功率放大器
二、功率放大电路的基本要求
1、有足够大的输出功率PO； 2、效率高(η= PO /PDC)；
效率η越高,直流电源消耗的功率越少。
3、非线性失真（波形失真）小； 4、散热性能好。
三、功率放大器的分类
１、按照功放管（三极管）静态工作点 设置分类
根据三极管静态工作点Ｑ在交流负载 线上的位置不同，可分为甲类、乙类、 甲乙类三种。