互补对称放大电路
互补对称功率放大电路克服交越失真
互补对称功率放大电路克服交越失真随着现代通信技术的快速发展，射频功率放大器在通信系统中起着至关重要的作用。
然而，传统的单端功率放大器在处理高频信号时往往会出现交越失真的问题，这对通信系统的性能和稳定性带来了挑战。
为了克服这一问题，互补对称功率放大电路被广泛研究和应用。
互补对称功率放大电路采用了NPN晶体管和PNP晶体管相结合的方式，利用它们互补对称的特性可以有效地抑制交越失真，提高功率放大器的线性度和稳定性。
针对这一主题，本文将着重介绍互补对称功率放大电路克服交越失真的原理和优势，并结合具体的实验数据和案例进行探讨，旨在全面深入地了解互补对称功率放大电路的工作原理和实际应用。
1. 互补对称功率放大电路的原理互补对称功率放大电路是利用NPN晶体管和PNP晶体管的互补对称特性，将它们灵活地组合在一起，以实现正半周和负半周信号的放大。
在这种电路结构中，NPN晶体管和PNP晶体管分别承担正负信号的放大任务，可以实现信号的互补放大和恢复，从而有效地抑制了交越失真。
2. 互补对称功率放大电路的优势互补对称功率放大电路相比传统的单端功率放大器具有诸多优势：1) 有效抑制了交越失真。
由于互补对称功率放大电路采用了NPN和PNP晶体管的互补对称结构，可以在一定程度上抵消NPN和PNP晶体管的非线性特性，从而有效地抑制了交越失真的发生，提高了功率放大器的线性度和稳定性。
2) 提高了整体的效率。
由于互补对称功率放大电路能够实现信号的互补放大和恢复，可以提高功率放大器的整体效率，减少功率损耗，提高系统的能效比。
3) 扩展了功率放大器的应用范围。
互补对称功率放大电路不仅可以用于射频功率放大器，还可以应用于音频功率放大器以及其他需要高稳定性和线性度的放大器中，具有较广泛的应用前景。
3. 实验数据和案例分析为了验证互补对称功率放大电路的性能优势，我们进行了一系列的实验和案例分析。
通过对比传统的单端功率放大器和互补对称功率放大电路在不同频率和功率下的输出波形和失真程度，我们发现了以下几点：1) 在高频信号下，互补对称功率放大电路能够有效地抑制交越失真，输出波形更为清晰，失真程度更低。
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。
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
15-3互补对称功率放大电路
c1
T2 i RL c2
+ uo –
–UCC OCL原理电路
OCL 电路和 OTL 电路的比较
OCL 电源 信号 频率响应 电路结构
2
OTL 单电源 交流 fL 取决于输出耦合电容 C 较复杂
2
双电源 交、直流 好 较简单
Pomax
1 U om 1 V CC 2 RL 2 RL
1 U om 1 V 2CC 2 RL 8 RL
2
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 1 ib1 ib1 V1 ib ie ic
2(1+1) ib1
V2
1 2
rbe= rbe1+ (1 + 1) rbe2 (1 + 1) (1 + 2) ib1 = (1 + 1 + 2+ 12) ib1
2 VCCVom Vom PT = PV PO ( ) RL 4
对一只三极管:
2
PTmax 0.2 Pomax
甲乙类互补对称功率放大电路
乙类放大的的交越失真 ui
t 死区电压 T1 +USC
u´ o ´ t
u"o t
ui
T2
iL RL -USC
uo
uo
t 交越失真
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。
乙类：静态电流为0，BJT
只在正弦信号的半个周期
内均导通。
晶体管的工作状态
IC Q
O
iC
UCE
O
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。
第三章四互补对称功率放大电路
一个信号 状态 周期内导
通时间
工作特点
整个周 失真小，静态电流
甲类 期内导 大，管耗大，效率
通
低。
半个周 失真大，静态电流
乙类 期内导 为零 ，管耗小，
通
效率高。
甲乙 类
半个多 周期内 导通
失真大， 静态电 流小 ，管耗小，
效率较高。
图示
三、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
U(BR)CEO＞2VCC=2×24V=48 V。 放大电路在最大功率输出状态时，集电极电流幅度达最大值
Icmm，为使放大电路失真不致太大，则要求功率管最大允许集电
极电流ICM满足ICM＞Icmm=VCC/RL=3A。
四、甲乙类互补对称功率放大电路 （一）甲乙类双电源互补对称功率放大电路
1、乙类互补对称功放的交越失真
2
4.7 / /5.1 2.2
111
Au2 (dB) 20 lg111 41(dB)
RL1 R3 / / Ri2 5.1/ /1.7 1.3k
总的电压增益： Au=Au1·Au2=(-9.6) ×(-111)=1066 A(dB)=Au1(dB)+Au2(dB)=19.6+41=60.6(dB)
（三）甲乙类单电源互补对称放大电路 OTL电路： 1.电路组成
2.工作原理
当 ui > 0 时：V2 导通，C 放电，V2 的等效电源电压 0.5VCC。 当 ui < 0 时：V1导通，C 充电，V1 的等效电源电压 + 0.5VCC。 注意： 应用 OCL 电路有关公式时，要用 VCC / 2 取代 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。
互补对称功率放大电路消除交越失真
互补对称功率放大电路消除交越失真
交越失真是互补对称功率放大电路的一种特有失真现象，克服交越失真的措施主要有以下两种：
- 避开死区电压区，使每一晶体管处于微导通状态。
当输入信号一旦加入，晶体管立即进入线性放大区。
- 用复合管组成互补对称电路。
在电路中增加R1、D1、D2、R2支路，也可以有效克服交越失真。
静态时，T1、T2两管发射结电位分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态，有较小的静态电流ICQ。
静态电流在输出端被抵消，故vi=0，VO=0。
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
11第二节 互补对称式功率放大电路
17
在回路中， VBE1 + VBE2=VD1+VD2+VR2
第二节 互补对称式功率放大电路
为解决交越失真，可给三极管加一点偏置， 使之工作在微导通状态——甲乙类。
容易引起热击 穿！！！
改用三极管的 Vce代替
18
第二节 互补对称式功率放大电路
▼ 集电极最大允许反向电压U(BR)CEO 在OCL互补对称电路中，两个三极管的集电极电压 之和等于2VCC，即 或 uCE1 | uCE2 | 2VCC 当VT2导通时， VT1截止，此时VT1的集电极承 受反向电压。当VT2接近饱和时， VT1的集电极 电压达到最大，此时：
uCE1 2VCC | U CES2 | 2VCC
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
PTm VCC 2 π RL
当忽略三极管的管压降时，PTm = 0.2 Pom 因此，在选择功率三极管时应满足，PCM > 0.2 Pom
33
第二节 互补对称式功率放大电路
OTL 功率放大电路
“OTL”是无输出变压器推挽功率放大器的意思。实际 OTL电路不仅不使用输出变压器，而且还去掉了输入变压 器。它具有频响宽、失真小、输出功率大，有利小型化 ，集成化的优点，在声频放大等方面应用日益广泛。 互补对称电路的工作原理可用左图来说明。从推挽和波 形合成的角度来讲，这种互补电路利用PNP型晶休管和 NPN型晶体管导电极性相反的特点，将两管分别接成射极 输出器的形式；两管在作用上互相补偿，在连接上互相 对称。它不需要专门的倒相电路就可以完成正负半周的 放大，并在负载上合成波形。从理论上讲，这种电路需 要使用正负两组电源。
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 +
6.3 OTL互补对称功率放大电路
（3）
2020/6/3
6
对称功率放大电路。
2020/6/3
2
OTL互补对称功率放大电路
3. 电路存在的问题 T1 管 输入信号正半周幅值越大 ，T1 导通越充分
A点电位升高，当 A 点电位向VCC 接近时 T1管基 极电位升高受限T1输出波形正半周幅值减小，造成 电压的正负半周不对称。
2020/6/3
3
OTL互补对称功率放大电路
2020/6/3
5
OTL互补对称功率放大电路
解：（1）R、C 组成自举电路，其中R为隔离电阻、 C为自举电容。作用是增大输出波形正半周的幅度。
（2）电阻 R1 通过直流负反馈的方式为 T3 提供偏置 且稳定静态工作点；调节R1使A点直流电位达到VCC/2； R1引入的交流电压负反馈起稳定输出电压的作用。电阻 R4为T1、T2提供偏置电压，以克服交越失真。电容C2使 加在 T1、T2 管基极的交流信号 相等 ，有助于输出波形 正、负半周对称。
模拟电子技术基础
6.3 OTL互补对称功率放大电路
2020/6/3
1
OTL互补对称功率放大电路
1. 电路组成 电容C4 上静态电压为VCC/2，
取代了OCL功放中的负电源-VCC。 2. 工作原理 与OCL电路相似 负载电流最大值为：
此电路的输出通过电容与负载相耦合，故称为OTL 甲乙类互补对称功率放大电路，也称单电源甲乙类互补
乙类功放的计算公式中的VCC全部改为VCC/2即可。
2020/6/3
4
OTL互补对称功率放大电路
例6.3.1 单电源互补功率放大电路如图所示。 （1）电路中R、C的作用是什么？ （2）R1、R4、C2的作用是什么？ （3）如果VCC=15V，RL=8， |UCES|=1V，试求电路 的输 不变（约为VCC/2），A点电位 升高 B点电位升高，在新增 电阻 R 的隔离下，使 uB > VCC （即自举T1基极电位升高并 充分导通增大了输出波形正 半周幅值。
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第3章
放大电路基础
例 3.4.1 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
V1
+ ui
PCM > 0.2 Pom dPC1U VCC > Uom (BR)CEO 2VCC 0 dU om RL / R L I > V 2R
CM
+ ui
RL V2
+ uo
则： o m U
CC L 2VCC 时管耗最大，即：
PC1m
V CC VEE 2 RL
2
Pom
2 1 V 2CC PC1 m 2 Po m 0.2 Pom 2 RL
R V3 V4 V5
+VCC V1 RL
t
+ uo
V2 VEE
当 ui = 0 时，V1、V2 微导通。
当 ui < 0 ( 至 )，V1 微导通 充分导通 微导通； V2 微导通 截止 微导通。
当 ui > 0 ( 至 )，V2 微导通 充分导通 微导通； V1 微导通 截止 微导通。
+VCC + uo
RL V2
VEE = 2 242 // ( 8) = 45.9 (W) 1 PC1 ( PDC Po ) = 0.5 (45.9 36) = 4.9 (W) 2 PC1m 0.2 36 7.2 ( W) P = 10 15 W
CM
U(BR)CEO > 48 V
C1 RB
+
交流负载线中点
iC Q uCE VCC Ucem
RL
+VCC
iC Icm IC t O
uce = uo
O
S PDC iC VCC I CVCC 4 S max Pomax / PDC 25%
Pomax Ic Uce
1 I cmU cem 2
rbe= rbe1+ (1 + 1) rbe2
第3章
放大电路基础
V1 V2
V1
V2
NPN + NPN
V2 V1
NPN
PNP + PNP
V1 V2
PNP
NPN + PNP NPN PNP + NPN PNP 构成复合管的规则： 1) B1 为 B，C1 或 E1 接 B2 ， C2、E2 为 C 或 E； 2) 应保证发射结正偏，集电结反偏； 3) 复合管类型与第一只管子相同。
RB +VCC
V1 V4
RB1 + V5 RE E + C V2 RL + CE – VEE
电容 C 的作用：
1)充当 VCC / 2 电源
+ ui RB2
+ 2)耦合交流信号 uo 当 ui = 0 时， U E VCC / 2
U C VCC / 2
当 ui > 0 时： V2 导通，C 放电， V2 的等效电源电压 0.5VCC。 当 ui < 0 时： V1导通，C 充电， V1 的等效电源电压 + 0.5VCC。
RL
V2 VEE
第3章
放大电路基础
4. 管耗
1 1 2UomVCC U 2om PC1每只管子最大管耗为 ( om PC2 ( PDC Po ) 0.2P ) 2 2 RL 2 RL U om VCC U om +VCC 5. 选管原则 ( V1 ) RL 4
令
第3章
放大电路基础
类型与效率
三、放大电路的工作状态
iC ICQ
O
Icm
iC
iC Icm 2
ICQ
O
2 t 甲类( 2 ) iC
t
乙类( ) iC Q Q
2 t 甲乙类( < < 2 )
O
ICQ
Icm
O
t O
Q
uCE
甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。 乙类工作状态失真大，静态电流为零 ，管耗小，效率高。 甲乙类工作状态失真大， 静态电流小 ，管耗小，效率较高。
RB1 —引入负反馈，提高稳定性。
IC8
UB3
UE
第3章
放大电路基础
镜像恒流源， 差分放大电 路的有源负载
NPN
克服 交越 失真
因 PNP 管 PNP 小，采用三只 管子复合而成
差分对管，构成前置放大级
第3章
放大电路基础
OTL 互补对称放大电路
三、甲乙类单电源互补对称放大电路 — OTL电路(Output Transformerless )
第3章
放大电路基础
练习：
V1 V2
接有泻放电阻的复合管：
V1
ICEO1
R 泻放 电阻 V2
2 ICEO1 减小
第3章
放大电路基础
2. 复合管互补对称电路举例 +VCC R1 IC8 V3 UB3 V1 RP R3 V5 RE1 V6 R4 + E + RB1 V7 RL uo V4 + + U V8 V2 B8 + ui RB2 R2 R5 RE2
V4
V2
RL
+ uo
V5
VEE
VEE
第3章
放大电路基础
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 1 ib1 ib1 V1
ic ib ie
2(1+1) ib1
V2
(1 + 1) ib1
1 2
(1 + 1) (1 + 2) ib1 = (1 + 1 + 2+ 12) ib1
+ ui
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。
第3章
放大电路基础
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 (VCC UCE(sat) ) 1 (VCC ) 3. 效率 最大输出功率 + om V = 2I V = 2V U R/R PDC = IC1VCC P IC2 EE 2C1 CC RL CC omL L 2 2% maxo 78.5 om P =2Vom / R U P U 2CC L 最大输出功率时： DC η 4 PDC 4 VCC I cm RL 4 VCC 实际约为 60% 1 2 Po 2 U om / RL , PDC = 2VCCIcm / I C1 iC1 IR sin = 2V 2t ) / 最大输出功率时：LPDCCCd(RLCC Icmm Uomm / cm V t /
ICM > 24 / 8 = 3 (A)
可选： U(BR)CEO = 60 100 V ICM = 5 A
第3章
放大电路基础
交越失真
3.4.2 甲乙类互补对称功率放大电路 一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路 克服交越失真思路：
iC ICQ1
0 ICQ2
电路：
给 V1、V2 提 供静态电压 + ui
第3章
放大电路基础
克服交越失真的电路
V3 V4 V1 V2
B1
V1 V2
Rt
B2
R1 R2
V1
V3
V2
T Rt UB1B2 U CE3
+VCC R3
实际 电路
U BE3 ( R1 R2 ) R2
+VCC
R
V3
V4
V1
RL + uo
V3 R*1 R2 R4 V1
V2 + ui
第3章
放大电路基础
3.4.1 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
第3章
放大电路基础
3.4 互补对称 功率放大电路
引 言 3.4.1 乙类双电源互补对称功率放大电路
3.4.2 甲乙类互补对称功率放大电路
第3章
放大电路基础
引
一、功率放大的 特殊要求
言
Pomax 大，三极管尽限工作 = Pomax / PDC 要高 失真要小 设“Q”设置在
二、共发射极放大电路的效率问题
V1、V3 — NPN
V2、V4 — PNP R3 、R5 — 穿透电流泄放电阻 取值 0.1 0.5 V5 V7、RP — 克服交越失真 R4 — 使 V3、V4 输入电阻平衡 V8 — 构成前置电压放大