互补对称功率放大电路原理
电工电子技术基础知识点详解6-3-互补对称功率放大电路---知识点
互补对称功率放大电路
1.功率放大电路特点
（1）在不失真的情况，尽可能获得较大输出功率，晶体管工作在极限状态。
（2）电路在较大功率时应有较高效率，晶体管工作在甲类或甲乙类状态。
2.功率放大电路三种工作状态
（1）甲类工作状态。
晶体管在输入信号的整个周期都导通，静态I C较大，波形好，管耗大效率低；
（2）乙类工作状态。
晶体管只在输入信号的半个周期内导通,静态I C=0，波形严重失真，管耗小效率高；
（3）甲乙类工作状态。
晶体管导通的时间大于半个周期，静态I C ≈0,一般功放常采用。
3.对称互补功率放大电路
（1）功率放大电路通常采用射极输出器工作于甲类工作状态，能够不失真地传递信号，但是电路效率较低。
为提高效率，电路采取互补对称工作形式，且工作在乙类工作状态。
常见的对称互补电路有OCL 和OTL两种，其工作原理基本相同。
（2）交越失真。
在乙类互补对称电路中输出信号在正负半周交界处波形出现的失真现象为交越失真。
为解决交越失真，通常采用甲乙类互补对称功率放大电路。
1。
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。
实验六_互补对称功率放大电路解读
实验十四互补对称功率放大电路学院：信息科学与技术学院专业：电子信息工程姓名：刘晓旭学号：2011117147一．实验目的1.了解功率放大电路的交越失真现象。
2.熟悉功率放大电路的工作原理及特点。
二．实验仪器及材料信号发生器示波器三．实验原理功率放大电路如图。
功率放大电路中的三极管具有甲类、乙类、甲乙类三种工作状态。
实际互补对称功率放大器中的三极管工作在甲乙类状态，适当的调节功率放大器中的RP电阻，就可以改变功率放大器的静态工作点，以减小功率放大器的交越失真。
本电路由两部分组成，一部分是由V1组成的共射放大电路，为甲类功率放大；一部分是互补对称功率放大电路，用D1、D2、R4，R5的R5来使V2、V3处于临界导通状态，以消除交越失真现象，为准乙类功率放大电路。
四．实验内容及步骤1.调整直流工作点，使M点电压为0.5Vcc。
2.测量最大不失真输出功率与效率。
3.改变电源电压（例如由+12V变为+6V），测量并比较输出功率和效率。
4.比较放大器在带5.1K和8Ω负载（扬声器）时的功耗和效率。
5.根据实验内容自拟实验步骤及记录表格。
五．实验结果1.连接电路图如下，调整电路使M点电压为0.5Vcc：2.当Vcc=12V时，测得各部分静态工作点的电压值如下：Vb VC VEV1 1.028V 5.363V0.248VV2 6.77V12V 6.037VV3 5.363V0V 6.013V输入频率为1kHz，振幅为10mv的正弦波测得数据如下：当Vi为10 mV时RL=+∞RL=5.1KΩRL=8ΩVO(V最大不失真129.92mV129.23mV30.11mV AV18.3718.27 4.26理论计算： Po=0.5*Vo2/RL Pv=0.5*Vcc*Ic η=Po/Pv得Po= 1.95mW Pv=0.0454W η=4.3％3.改变电源电压为6V，可测得各静态工作点的电压为：Vb VC VEV1825.36mV 3.265V74.49mV V2 4.43V6V 3.77V V3 3.265V0V 3.77V输入频率为1kHz，振幅为10mv的正弦波，测得数据及波形如下：当Vi为10 mV时RL=+∞RL=5.1KΩRL=8ΩVO(V最大不失真104.51mV94.87mV11.57mV AV14.7812.3 1.64计算： Po=0.5*Vo2/RL Pv=0.5*Vcc*Ic η=Po/Pv得Po= 0.2mW Pv=7.86mW η=2.54％4.当电源电压为9V时可得，各静态工作点电压为：Vb VC VEV1952.99mV 3.883V178.99mVV2 5.228V9V 4.515VV3 3.883V0V 4.506V输入频率为1kHz，振幅为10mv的正弦波，测得数据及波形如下：当Vi为10 mV时RL=+∞RL=5.1KΩRL=8ΩVO(V最大不失真125.662mV124.41mV21.66mV AV17.7717.59 3.065、比较放大器在带5.1KΩ和8Ω负载（扬声器）时的功耗和效率。
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。
甲乙类单电源互补对称功率放大电路
模拟电子技术知识点：甲乙类单电源互补对称功率放大电路静态时，V K=V CC/2输出通过电容C与负载耦合，而不用变压器——OTL电路(OutputTransformerless) V CC/21.基本电路2.原理分析v i负半周-+充电+v i 正半周-+放电•只要R L C 足够大，电容C 就能起到电源的作用。
-2.原理分析v i 为负半周最大值时接近饱和CCK V v +≈2.原理分析•理想情况下，负载R L 两端得到的交流输出电压幅值V om ≈V CC /2v i 为正半周最大值时接近饱和≈=CES K V v 2.原理分析•在单电源互补对称电路中，计算输出功率、效率、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用V CC /2代替原公式中的V CC 。
2.原理分析+V CC T 4T 7T 6T 1T 2R 2R 5R 3R L R 7u iu o T 5R 6T8D 1D 4T 3R 4R 1D 310k Ω( c )56D 2243R50μF C ( a )50μF C 21k Ω18Ω(+12V)例题图（b ）所示为某集成功率放大器的简化电路图。
已知输入电压为正弦波；三极管T 6、T 8的饱和管压降＝2V ；C 和C 2对交流信号均可视为短路。
填空：+V CC T 4T 7T 6T 1T 2R 2R 5R 3R L R 7u iu o T 5R 6T8D 1D 4T 3R 4R 1D 310k Ω( c )56D 2243R50μF C ( a )50μF C 21k Ω18Ω(+12V)例题2①为了驱动扬声器，将图(b)与图(a)、图(c)合理连接，可以增加一个元件，使电路正常工作；此时引入的交流负反馈的组态为，在深度负反馈条件下的电压放大倍数≈。
电压串联负反馈1+R 6/R=11-+-+++例题+V CC T 4T 7T 6T 1T 2R 2R 5R 3R L R 7u iu o T 5R 6T8D 1D 4T 3R 4R 1D 310k Ω( c )56D 2243R50μF C ( a )50μF C 21k Ω18Ω(+12V)例题2②D 2、D 3和D 4作为输出级偏置电路的一部分，作用是。
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。
甲乙类互补对称功率放大电路
甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路是一种常用于音频放大器中的电路设计。
它具有高效率、低失真等优点，被广泛应用于家庭影院、音响系统等场合。
本文将从以下几个方面详细介绍甲乙类互补对称功率放大电路。
一、甲乙类功率放大器的基本原理甲乙类功率放大器是由两个互补的晶体管组成，一个为NPN型晶体管（甲级），一个为PNP型晶体管（乙级）。
在输入信号为正半周时，只有甲级工作；在输入信号为负半周时，只有乙级工作。
这样就实现了信号的全波放大。
由于两个晶体管都能够进行导通和截止，因此能够充分利用晶体管的性能，达到高效率和低失真的效果。
二、甲乙类功率放大器的分类根据输出管的偏置方式不同，可以将甲乙类功率放大器分为固定偏置和动态偏置两种类型。
1.固定偏置：输出管的偏置电压是固定不变的。
这种方式简单可靠，但是会产生较大的静态功耗，因此效率较低。
2.动态偏置：输出管的偏置电压随着输出信号的变化而变化。
这种方式能够降低静态功耗，提高效率，但是需要更复杂的电路设计，容易产生交趾失真。
三、甲乙类互补对称功率放大电路的特点甲乙类互补对称功率放大电路是一种特殊的甲乙类功率放大器。
它具有以下几个特点：1.高效率：由于采用了互补对称结构，能够最大化地利用晶体管的性能，因此效率较高。
2.低失真：由于两个晶体管都能够进行导通和截止，因此可以实现完美的信号全波放大，减小失真。
3.抗干扰：采用了差分输入电路和共模反馈电路等技术，能够有效地抑制干扰信号。
4.稳定性好：采用了负反馈电路和保护电路等技术，能够保证稳定可靠地工作。
四、甲乙类互补对称功率放大电路的应用甲乙类互补对称功率放大电路广泛应用于音频放大器中，特别是功率放大器。
它能够提供足够的输出功率，满足家庭影院、音响系统等场合的需求。
同时，由于具有高效率、低失真等优点，也被广泛应用于汽车音响、舞台音响等领域。
五、甲乙类互补对称功率放大电路的设计甲乙类互补对称功率放大电路的设计需要考虑以下几个方面：1.输入级：采用差分输入电路能够提高抗干扰能力和共模抑制比。
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。
甲乙类互补对称功率放大电路
甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路乙类放大电路的失真:前面讨论了由两个射极输出器组成的乙类互补对称电路（图1），实际上这种电路并不能使输出波形很好地反映输入的变化，由于没有直流偏置，管子的iB必须在|vBE|大于某一个数值（即门坎电压，NPN 硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V）时才有显著变化。
当输入信号vi 低于这个数值时，T1和T2都截止，ic1和ic2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区，如图1所示。
这种现象称为交越失真。
5.3.1 甲乙类双电源互补对称电路一、电路的结构与原理利用图1所示的偏置电路是克服交越失真的一种方法。
由图可见，T3组成前置放大级（注意，图中未画出T3的偏置电路），T1和T2组成互补输出级。
静态时，在D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。
由于电路对称，静态时iC1= iC2 ，iL= 0, vo =0。
有信号时，由于电路工作在甲乙类，即使vi很小（D1和D2的交流电阻也小），基本上可线性地进行放大。
上述偏置方法的缺点是，其偏置电压不易调整，改进方法可采用VBE扩展电路。
二、VBE扩展电路利用二极管进行偏置的甲乙类互补对称电路，其偏置电压不易调整，常采用VBE扩展电路来解决，如图1所示。
在图1中，流入T4的基极电流远小于流过R1、R2的电流，则由图可求出VCE4=VBE4（R1+R2）/R2因此，利用T4管的VBE4基本为一固定值（硅管约为0.6~0.7V），只要适当调节R1、R2的比值，就可改变T1、T2的偏压值。
这种方法，在集成电路中经常用到。
5.3.2 单电源互补对称电路一、电路结构与原理图1是采用一个电源的互补对称原理电路，图中的T3组成前置放大级，T2和T1组成互补对称电路输出级。
在输入信号vi =0时，一般只要R1、R2有适当的数值，就可使IC3 、VB2和VB1达到所需大小，给T2和T1提供一个合适的偏置，从而使K点电位VK=VC=VCC/2 。
8.3乙类双电源互补对称功率放大电路
t 前后，输出信号出现的失真便
为交越失真。
交越失真产生的原因： 在于晶体管特性存在 非线性，vi <Vth时晶体管截止。
iB
iB
vBE vi t Vth
t
如何克服交 越失真？
压和电流的最大幅值分别 为：
V ommax V CC Iommax V CC RL
+VCC T1
Vommax
iL RL
vo
T2
-VCC
① RL上的输出信号功率
PO
1 2 Vom Icm
1 Vom2 2 RL
② 正负电源提供总功率
PO max
1 2
VCC 2 RL
PV 1
1
2
0
VCC Icm
sin tdt
iL RL
vo
ic2
T2
-VCC
iL iC1 iC 2 Icm sin t
vo RL (iC1 iC 2 ) Vom sin t
t
Vom Icm RL
二、功率性能分析
假设 vi 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。 若忽略晶体管的饱和
压降，则负载（RL)上的电 vi
PT2 max
1
2
VCC 2 RL
0.2Pomax
三、管子的选择原则
PCM＞ 0.2Pomax VBR(CEO) ＞ 2VCC ICM ≥ VCC / RL
四、乙类功放存在的问题(交越失真)
vi v´o v"o vo
交越失真
+VCC
t 死区电压
T1
t
vi
iL RL
vo
t
双电源互补对称功率放大电路(OCL电路)
1.2 性能指标分析
1.输出功率
Po
UoIo
U
2 o
RL
Uo2m 2RL
U
2 cem
2RL
考虑到管子的饱和压降UCES时，负载上可获得的最大输出功率为
Pom
VCC UCES 2RL
2
2.转换效率
两电源提供的总平均功率为
转换效率为
PV
2VCC
VCC U CES
RL
Po VCC UCES
故输出电压 uo=0 。 （2）动态分析
Ui正半周：VT1导通， VT2截止。在RL上产生正半周的输出电 压。 Ui负半周： VT2导通， VT1截止。在RL上产生负半周的输出 电压。
在输入信号Ui的的一个周期内 ， VT1， VT2交替工作， R L上得到完整的正弦波输出信号。这种工作方式既提高了 效率，又解决了波形失真的问题。
VCC RL
RL
1.3 交越失真现象及消除方法
由于晶体管的死区使输出电流 （电压）波形在正、负半周过 零处产生的非线性失真，称为 交越失真。
消除交越失真的方法是：设置合适的静态工作点，使功放 管均工作在微导通状态，即甲乙类状态。一旦输入信号加 入，晶体管立即进入线性放大区。
1.4 OCL电路实例分析
1.采用相同类型的NPN、PNP管组成的复合管互补对称功率放大电路。两者很难 做到完全对称。
2.通过复合管的接法来实现互补
3. OCL电路实例分析源自拟电子技术PV 4VCC
在理想情况下，即忽略管子的饱和压降UCES 时
100 78.5%
4
3.管耗
两管的总管耗为
PT
2 RL
VCCUom
U
2 om
6.3 OTL互补对称功率放大电路
（3）
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对称功率放大电路。
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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。
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OTL互补对称功率放大电路
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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
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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。
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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。
互补对称功率放大器
宽频带响应
研究和发展新型电路拓扑 ，实现放大器在更宽的频 带范围内具有稳定的增益 和线性度。
集成化与小型化
利用微电子和纳米技术， 将互补对称功率放大器集 成在更小的芯片上，提高 集成度和可靠性。
应用领域拓展
物联网应用
随着物联网技术的发展，互补对 称功率放大器将广泛应用于各种 无线通信设备，如传感器节点、
射频通信
用于无线通信、雷达、卫星通信等领域的信号放大。
仪器仪表
用于测量和测试设备的信号放大。
其他领域
互补对称功率放大器还广泛应用于音频处理、音频合成、音频效果器等领域。
02
CATALOGUE
互补对称功率放大器电路分析
电路组成与元件
01
02
03
输入级
输入信号首先通过输入级 进行放大，输入级通常由 一个晶体管组成。
频率响应问题
总结词
频率响应问题是指功率放大器在不同频率下的增益或相位特性不一致。
详细描述
频率响应问题通常是由于电路中的元件参数随频率变化所致。为了解决这个问题，可以优化电路元件 的参数，以提高功率放大器的频率稳定性。此外，还可以采用补偿技术来减小频率响应的不一致性。
散热问题
总结词
散热问题是功率放大器在工作过程中，由于功耗较大，导致电路板和元件温度 升高。
匹配网络设计
为了实现最佳性能，需要设计合适的匹配网络，以确保元件之间的 阻抗匹配和信号传输的稳定性。
电路调试与优化
电路调试
在完成互补对称功率放大器设计后，需要进行实 际电路的搭建和调试，检查电路是否正常工作。
性能测试
对调试好的互补对称功率放大器进行性能测试， 如增益、带宽、输出功率等指标的测试。
甲乙类互补对称功率放大电路
甲乙类互补对称功率放大电路1 甲乙类互补对称功率放大电路乙类放大电路的失真:前面讨论了由两个射极输出器组成的乙类互补对称电路（图1），实际上这种电路并不能使输出波形很好地反映输入的变化，由于没有直流偏置，管子的iB必须在|vBE|大于某一个数值（即门坎电压，NPN硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V）时才有显著变化。
当输入信号vi低于这个数值时，T1和T2都截止，i c1和i c2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区，如图1所示。
这种现象称为交越失真。
图1 交越失真的产生原因2 甲乙类双电源互补对称电路一、电路的结构与原理利用图2所示的偏置电路是克服交越失真的一种方法。
图2由图可见，T3组成前置放大级（注意，图中未画出T3的偏置电路），T1和T2组成互补输出级。
静态时，在D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。
由于电路对称，静态时i C1= i C2，I L= 0, v o=0。
有信号时，由于电路工作在甲乙类，即使v i很小（D1和D2的交流电阻也小），基本上可线性地进行放大。
上述偏置方法的缺点是，其偏置电压不易调整，改进方法可采用V BE扩展电路。
二、VBE扩展电路图3利用二极管进行偏置的甲乙类互补对称电路，其偏置电压不易调整，常采用V BE扩展电路来解决，如图3所示。
在图3中，流入T4的基极电流远小于流过R1、R2的电流，则由图可求出V CE4=V BE4（R1+R2）/R2因此，利用T4管的V BE4基本为一固定值（硅管约为0.6~0.7V），只要适当调节R1、R2的比值，就可改变T1、T2的偏压值。
这种方法，在集成电路中经常用到。
3 单电源互补对称电路图4一、电路结构与原理图4是采用一个电源的互补对称原理电路，图中的T3组成前置放大级，T2和T1组成互补对称电路输出级。
在输入信号vi =0时，一般只要R1、R2有适当的数值，就可使I C3、V B2和V B1达到所需大小，给T2和T1提供一个合适的偏置，从而使K点电位V K=V C=V CC/2 。
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互补对称功率放大电路原理
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3.4 互补对称功率放大电路
教学要求
掌握甲类、乙类和甲乙类三类功率放大电路的工作原理;
理解交越失真形成机理；
了解复合管结构及其特性。
一、概述
对功率放大电路的基本要求
1.不失真情况下输出尽可能大的功率：I与U都大，管子工作在尽限状态。
2.提高效率： = P
omax / P
DC
要高
3.集电极最大功耗: P
0＝P
v
－P
C
（管耗），另一部分消耗在管子上,功放管尽限应用，选管要
保
证安全。
二、放大电路的工作状态
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。
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，如下表所示，此时三极管的静态工作点电流I CQ比较大；在一个周期内，管子只有半周期有电流流通的，称乙类放大；若一周期内有半个多周期有电流流通，则称为甲乙类放大。
状态一个信号周期
内导通时间
工作特点图示
甲类整个周期内导
通
失真小，静态电流大，管耗大，效率
低。
乙类半个周期内导
通
失真大，静态电流为零，管耗小，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。
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
采用正、负电源构成的乙类互补对称功率放大电路如下动画所示，V1和V2分别为NPN型管和PNP型管，
两管的基极和发射极分别连接在一起，信号从基极输入，从发射极输出，R L为负载。
要求两管特性相同，且V CC=V EE。
特点：去掉C，双电源，T1与T2交替工作，正负电源交替供电，输入与输出之间双向跟随。
原理：静态即u
i = 0 时，V
1
、V
2
均零偏置，两管的I BQ、I CQ均为零，u o=0，电路不消耗功率。
u i > 0时，V
1
正偏导通，V2反偏截止，i o= i E1= i C1, u O= i C1R L；
u i< 0 时，V
1
反偏截止，V2正偏导通，i o= i E2= i C2, u O= i C2R L；
问题：两管交替导电时刻，输入电压小于死区电压时，三极管截止，在输入信号的一个周期内，V1、
V2轮流导通时，基极电流波形在过零点附近一个区域内出现失真，称为交越失真。
且输入信号幅度越小失真越明显。
产生交越失真的原因：静态时，U
B E Q =0,u
i
尚小时，电流增长缓慢。
（二）功率和效率
1.输出功率：输出电流和输出电压有效值的乘积，就是功率放大电路的输出功率。
最大输出功率
2.电源功率：两个管子轮流工作半个周期，每个电源只提供半周期的电流。
最大输出功率时P
DC = 2V2
CC
/ R
L
3.效率：效率是负载获得的信号功率P o与直流电源供给功率P DC之比。
实用中，放大电路很难达到最
大效率，由于饱和压降及元件损耗等因素，乙类推挽放大电路的效率仅能达到60%左右。
4.管耗
直流电源提供的功率除了负载获得的功率外便为V
1、V
2
管消耗的功率，即管耗。
V
1
、V
2两管消耗的
功
最大管耗不应超过晶体管的最大允许管耗，即P
Ｃ1m
=02P om＜P CM。
5.功率管的选择
该功放晶体管实际承受的最大管耗P
Ｃ1m 为P
Ｃ1m
=V2CC/π2R L=7.3 W因此，为了保证功率管不损坏，则
要
求功率管的集电极最大允许损耗功率P CM为P CM＞PＣ1m=7.3 W。
由于乙类互补对称功率放大电路中一只晶体管导通时，另一只晶体管截止，当输出电压u o达到最大不
失真输出幅度时，截止管所承受的反向电压为最大，且近似等于2V CC。
为了保证功率管不致被反向电压所击穿，因此要求三极管的U(BR)CEO＞2V CC=2×24 V=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I cmm，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I CM满足I CM＞I cmm=V CC R L=3A。
例题分析
（点击查看）
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
克服交越失真的思想：管子工作在甲乙类,处于微导通状态。
两管合成后，相互补偿，消除失真。
电
路如下图（a）所示，利用二极管进行偏置，直流电源给V
1、V
2
提供静态电压。
工作原理：
当u
i = 0 时，V
1
、V
2
微导通。
当u
i < 0 (从小到大变化时)，V
1
微导通→充分导通→微导通；V
2
微导通→截止→微导通
当u
i > 0 (从大到小变化时)，V
2
微导通→充分导通→微导通；V
1
微导通→截止→微
导通
实际电路如上图（b）和（c）所示。
（二）复合管互补对称功率放大电路
1.复合管（达林顿管）
目的：实现异型管子参数的配对。
复合管：由两只或两只以上的三极管按照一定的连接方式，组成一只等效的三极管。
复合管的特点：类型与组成复合管的第一只三极管相同；其它特性由最后的输出三极管决定。
复合管的四种组合方式：
复合管的组成规则：
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。
2.复合管互补对称放大电路举例
1.电路组成
2.工作原理
当 u i > 0 时：V 2 导通，C 放电，V 2 的等效电源电压 0.5V CC 。
当 u i < 0 时：V 1导通，C 充电，V 1 的等效电源电压 + 0.5V CC 。
注意： 应用 OCL 电路有关公式时，要用 V CC / 2 取代 V CC 。
3.OCL 电路和 OTL 电路的比较
OCL OTL
电源 双电源 单电源 信号 交、直流
交流
频率响应 好
f L 取决于输出耦合电
容 C
电路结构 较简单 较复杂
P omax
例题1.互补对称功率放大电路如图所示，已知：VCC = VEE = 24 V，RL = 8 ，忽略 UCE(sat)求该放大电路的最大输出功率Pom 以及此时电源供给的功率PDC和管耗PC1，并选管。
解：。