低频功率放大器(课件)..

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由于功率放大电路的输出电压和输出电 流都很大，信号作用的范围进入了晶体 管特性的非线性区，所以在分析时不可 再用微变等效电路，而应采用图解法。
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4.1.2、功率放大器的分类
放大电路按三极管在一个信号周期内导通时 间的不同，可分为甲类、乙类以及甲乙类放大。 功率放大电路类型很多，目前电子电路中 广泛采用乙类（或者甲乙类）互补对称功率放 大电路。
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3. 非线性失真 功率放大器为了获得足够大的输出功率，需要大 信号激励， 从而使信号动态范围往往超出晶体管的线
性区域，导致输出信号失真。因此减小非线性失真，
成为功率放大器的又一个重要问题。
概括起来说，要求功率放大器在保证晶体管安全运
用的情况下，获得尽可能大的输出功率、尽可能高
的效率和尽可能小的非线性失真。
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iC 2
U CC
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ui
0 t
iC1 iC 2 iO
uO
0
t
0
t
0
t
(b) OCL电路的工作波形
t 14
0 L M Ma
射极输出器输出电阻很低，所以，互补对称放大 电路具有较强的负载能力，即它能向负载提供较大 的功率，实现功率放大作用，所以又把这种电路称 为乙类互补对称功率放大电路。 在如图电路中，尽管两只三极管都只在半个周期内
第四章、低频功率放大器
4.1 概述
4.2功率放大器的组成和工作特性 4.3 互补推挽功率放大器 4.4 功率放大器的保护电路 4.5 其它形式的功放电路
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4.1、 概述
在多路放大电路末级、集成功率放大器、集 成运算放大器等模拟集成电路的输出级，往往 要求有较高的输出功率或要求具有较大的输出 动态范围以驱动下一级负载,如音箱等。
作成为功率放大器的重要问题。
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2. 效率η
功率放大器的效率定义为功率放大器的输出信号功率
Po直流电源供给功率放大器功率PE之比, 用η表示，即：
po 100% pE
功率放大器要求高效率地工作，一方面是为了提高输出功 率，另一方面是为了降低管耗。直流电源供给的功率除了 一部分变成有用的信号功率以外，剩余部分变成晶体管的 管耗PC(PC=PE-Po)。 管耗过大将使功率管发热损坏。所以，
iC1
V1
+UCC 。在负半周期， V2 导通， V1 截止。
iO1
V2以射极输出器的形式将负方向的信号
变化传递给负载。电流方向如图中虚线
＋ RL
UE
ui
V2
iO 2
uO
－
箭头所示。最大输出电压幅度受V2管饱 和的限制，约为 -UCC。 由于V1、V2管轮流导通，相互补足对方 缺少的半个周期，RL上仍得到与输入信 号波形相接近的电流和电压。故称这种 电路为乙类互补对称放大电路。又因为 静态时公共发射极电位为零，不必采用 电容耦合，故又简称OTL电路。
这类主要用于向负载提供功率的放大电路称为功率 放大电路。
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4.1.1
1. 输出功率Po
功率放大器应在输出不失真的情况下给出最大 的交流输出功率 Po 以推动负载工作。为此，功放管 一般工作在大信号状态 , 以不超过管子的极限参数
（ICM、BVCEO、PCM）为限度。这就使功放管安全工
t
0
t T 2 T 2 (c)
0 T 2 T 2 (d )
t
图4-1 （a） 甲类; （b） 乙类; （c） 甲乙类; （d） 丙类
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前面所讨论的放大电路主要用于增大电压幅度（通 常称为电压放大电路），一般输入、输出信号幅度都 比较小，故均采用甲类放大。 甲类放大的优点是波形失真小，但由于静态工作点电 流大，故管耗大，放大电路效率低，所以它主要用于小 功率放大电路中。 乙类与甲类放大由于管耗小，放大电路效率高，在功 率放大电路获得广泛应用。由于乙类与甲乙类放大输出 波形失真严重，所以在实际电路中均采用两管轮流导通 的推挽电路来减少失真。
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在整个输入信号周期内，管子都有电流流通的，称为甲类放大。
在一个周期内，管子只有半个周期有电流流通的，称为乙类放大。 若一个周期内有半个多周期内有电流流通，则称为甲乙类放大。
若一个周期内有小于半个
0 T (a )
t
0 T 2 T 2 (b ) T
导通（工作在乙类状态），但它们交替工作，使负
载得到完整的信号波形。 这种形式称为“互补”。
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该电路的特点是：电路简单，效率高，低频响应好， 易集成化。缺点是：电路输出的波形在信号过零的附近产 生失真（见图 (b)）。由于三极管输入特性存在死区，在输 入信号的电压低于导通电压期间（ -0.7V~0.7V ）， V1 和 V2 都截止， 输出电压为零，出现了两只三极管交替波形衔接 不好的现象 , 故出现了图 （ b ）中的失真，这种失真称为 “交越失真。”
＋ RL
ui
V2
iO 2
uO
－
动态时：忽略发射结死区电压，在ui的
正半周内，V1导通，V2 截止。V1以射 极输出器的形式将正方向的信号变化
iC 2
U CC
传递给负载。电流方向如图中实线箭
头所示。
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U CC
在正半周期，V1导通，V2截止最大输出
电 压 幅 度 受 V1 管 饱 和 的 限 制 ， 约 为
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4.2 互补推挽功率放大器
4.2.1 乙类推挽功率放大器的工作原理 4.2.2 乙类推挽功率放大器的分析计算 4.2.3 乙类推挽功率放大器的非线性失真
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4.2.1 、 乙类双电源互补对称功率放大电路
OCL互补对称式功率放大电路（OCL电路） 一. 电路和工作原理 OCL(Output Capacitor Less，无输出电容)互补对称式功率放大 电路，简称OCL电路， 如图所示。
U CC
iC1
V1
iO1
U
E
ui
V2
iO 2
RL
＋
uO
－
iC 2
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U CC
OCL电路
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两个三极管的静态电流均为0。这种只在信号半个周期内导通 的工作状态称为乙类工作状态。 U CC 工作原理:
iC1
V1
iO1
UE
静态，即ui=0时，由于两管特性对称， 供电电源对称， 两管射极电位UE=0， V1、V2均截止，电路中无功率损耗,此 时电路不消耗功率。