乙类互补推挽功率放大电路的分析计算
乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)剖析
U(BR)CEO > 48 V
CM
ICM > 24 / 8 = 3 (A)
可选： U(BR)CEO = 60 100 V ICM = 5 A
1 1 I cm Uom I cm 2 2 2 2 1 2(V 1 2) 2 U V 1 CE(sat) U omCC / RL I om RL CC 2 2 Pom
V2
RL
VEE
4. 管耗
2 1 2 U V 1 U 0.2( Pom om CC om ) PC1每只管子最大管耗为 PC2 ( PDC Po ) 2 2 RL 2 RL U om VCC U om +VCC 5. 选管原则 ( V1 ) RL 4
2 1 V 2CC PC1 m 2 Po m 0.2 Pom 2 RL
例 7.2.1 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
7.2 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
V1
+ ui
+VCC + uo
乙类双电源互补对称功率放大电路的分析计算
模拟电子技术知识点：乙类双电源互补对称功率放大电路的分析计算电路参数的计算1.输出功率P O2.管耗P T3.直流电源供给的功率P V4.效率η=1.输出功率2O O O O LV P V I R ==2()2om V =/L R 22om L V R =22om om L V P R =212cem LV R =22CC LV R ≈V om =V cem1=V CC -V CES ≈ V CC2I cm12V cem1Q0有效值AB V CESV CC ABQS ∆输入信号越大，输出功率越大！斜率：-1/R L2.管耗P T设输出电压为：v o =V om sin ωt ，则T 1的管耗为T1CE11012C P v i d t πωπ=⎰O CC O 0L 1()2v V v d t R πωπ=-⎰om CC om 0sin 1[(sin )]2L V tV V t d tR πωωωπ=-⎰2CC om om L L4V V V R R π=-12T T P P =++V CC-V CCT 1i C1v ii C2v oi LR LT 2CE1CC Ov V v =-C1O O L/i i v R ==222CC om om L LV V V R R π=-3.直流电源供给的功率P V 当v i =0时，TO P P +=当v i ≠0时，则P V =则P V =P O + P T22om L V R =222CC om om L L V V V R R π+-2CC om LV V R π=当V om ≈ V CC 时，则P Vm =22CC LV R π0；4.效率ηVOP P =η22omL V R 2CC om LV V R π当V om ≈ V CC 时，= ——————CC omV V ⋅=4π=η4π=78.5%互补对称电路工作在乙类、负载电阻为理想值，忽略管子的饱和压降，输入信号足够大时模拟电子技术知识点：乙类双电源互补对称功率放大电路的分析计算。
乙类推挽输出级电路与功率放大器
2 U U 1 E = C 0m - 0m R 4 L
1 ) = I0m - I0m2 RL 4
Ec
休息1 休息2 返回
3 直流电源供给的功率PE
电源 EC（或 Ee）供给电流的平均值
1 I = T
ic
T
0
i c (t )dt =
I 1 U 0m = 0m RL
I
Io m
（3） 复合管的应用：
R 其中 L = Re // R L
1 u= ⅱ: A ' h h ie 1 (1hfe 1) ie 2 (1hfe 1 )(1hfe 2 )R L
' (1hfe1 )(1hfe2 )R L
电路仿真1 电路仿真2
ib1
+
ui
i0 ie2 i0 R ie2 e A = = i = ⅲ: ib1 ib1 ie2 R e R L ib1
0
· Q
截止区
u BE
饱和区
(3) 甲乙(AB)类工作状态
静态工作点设置在放大区内，但接 近截至区，在信号的大半周期内三极 管导通，导通角θ ＞1800
ic
· Q
截止区
u BE
(4) 丙(C)类工作状态
静态工作点设置在截至区内，晶体管只
饱和区
ic
有在信号正半周的一部分时间内导通，输 出信号电流波形只有一个尖顶，导通角 θ ＜1800 。
u1 =
N1 uL N2
返回
N2 = iL N1
(5)变压器耦合推挽功放
ii:
ui
ui + ui1 + ui2 iC2
工作原理
iC1
EC
1.3乙类功率放大器
1.3 乙类推挽功率放大器 1.3.1 变压器耦合乙类推挽功率放大器一、电路 结构特点：上下对称 Tr1：输入变压器，保证两管轮流工作；Tr2：输出变压器，实现输出信号合成。
二、定性工作原理输入信号正半周时，T1导通，T2截止； 输入信号负半周时，T2导通，T1截止。
两个管子轮流工作，一推一拉（挽）所以叫推挽。
三、定量性能分析 Q 点：1、 静态 0CQ I =直流通路： CEQ CC V V =2、 交流通路 2'L L R n R =，12w n w =为输出变压器变比3、 交流负载线：过Q 点，斜率为1'L R -。
4、 动态分析 设：sin i im v V t ω= 当正半周(0)t ωπ≤≤时， 有1sin C cm i I t ω=1sin CE CC cm v V V t ω=-同理，负半周(2)t πωπ≤≤时，2sin C cm i I t ω=-1sin CE CC cm v V V t ω=+两管叠加后21()sin (02)L C C cm i n i i nI t t ωωπ=-=-≤≤RL'.v v i i i oc1c2L L R ++--Tr1Tr2w2CEui i = n ( ic2 - ic1 )i iLC2C1ttttuotCE1i B1ti C1ttVccIcmIbmVcmVcm = Icm*RL'5、 定量计算（1） 输出功率（'L R 上功率就是L R 上功率）o P22111'2'22cm o cm L cm cm L V P I R V I R ===每管输出功率1112o o o P P P ==引进集电极电压利用系数ξcmCCV V ξ=， ξ与激励bm I 有关，(01)ξ≤≤ cm CC V V ξ∴=⋅， 'CCcm L V I R ξ⋅=则：22222max ()112'2'2'cm CC CCo o L L L V V V P P R R R ξξξ⋅===⋅=⋅ 其中：2max2'CC o L V P R =为理想状态，满激励下的输出功率----最大输出功率。
乙类双电源互补对称功率放大电路(1)
iB
iB
vBE
t
vi t Vth
如何克服交 越失真？
可编辑ppt
10
Po)
1 RL
(VCCVom
Vom2 ) 4
令dPT1 dVom
0,得Vom2V CC
即集电极最大损耗
P T 1m axP T2m ax12 V R C 可C 编L2 辑p pt 0.2P om ax
7
三、管子的选择原则
PCM＞0.2Pomax
VCC T1
VBR(CEO)＞2VCC
ICM ≥VCC / RL vi
vo = 0V
动态分析：
VCC T1
ic1
vi > 0V vi 0V
T1导通，T2截止 vi iL= ic1 ; T1截止，T2导通 iL=-ic2
iL RL
vo
ic2
T2
-VCC
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。
可编辑ppt
3
交流负载线：过Q点且斜率
1 RL
VCC T1
iL RL
vo
T2 -VCC
可编辑ppt
8
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
T2
交越失真：输入信号 v-iV在C过C 零前
t 后，输出信号出现的失真便为
交越失真。
可编辑ppt
9
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。
乙类互补推挽放大器设计
电子应用系统CDIO一级项目设计说明书题目：乙类互补推挽放大器设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计周数：设计成绩：2012年6月18日1、CDIO设计要求本次CDIO设计题目如下：运用课程《电子线路》的非线性部分相关知识及课外资料，设计一个符合要求的、合理的乙类互补推挽功率放大器。
设计要求为：1.电源电压U=10~15V2.输入阻抗Z≥1KΩ3.输出负载R=8Ω4.输出功率P=1~5W5.放大倍数X≥20倍6.带宽f =100~200KHZ7.无失真8.multisin仿真结果2、CDIO设计正文2.1 功率放大电路功率放大电路着眼于较大的输出。
其特点是在同样的供电电压下有着较大的电流输出能力，即具有较大的“负载能力”。
在实际应用中，需要功率放大电路的场合很多。
例如带动电机的转动、仪表的指示、继电器的动作、天线的发射、扬声器的发声等。
要实现这些控制，就要在电压放大之后，在用功率放大电路提供负载所需要的足够的电功率。
2.2 功率放大电路的特性1、有足够大的功率输出2、非线性失真小3、效率高2.3 功率放大电路的分类1、按功放管的工作状态分为甲类、乙类、甲乙类和丙类2、按工作频率的高低分为低频功率放大电路和高频功率放大电路3、按负载的性质分为非谐振功率放大电路和谐振放大电路4、按电路结构分为单管功率放大电路、变压器耦合推挽功率放大电路和无变压器的功率放大电路2.４ 乙类互补推挽功率放大电路推挽的意思是两个晶体管一推一拉的工作。
如下图是乙类互补对称推挽功率放大电路的原理电路。
T1、T2分别为ＮＰＮ和ＰＮＰ型三极管，他们的特性要相同。
信号从两个晶体管的基极输入，从公共射极输出，RL为负载电阻。
这个电路可以看成是由两个射极输出器组合而成。
由于半导体三极管的发射结处于正向偏置它才能导通，因此，当输入信号ｕ处于正半周时，Ｔ２截止，Ｔ１导通并处于放大状态，由电流ie 1流过负载RL；而当输入信号处于负半周时，Ｔ１截止，Ｔ２处于放大状态，由电流ie 2流过负载RL，由此便在负载上产生完整的电压波形。
二、乙类推挽功率放大器
图 (a) 中，D1，D2 由电流源 IR 激励，产生正向电 压，即为所需的偏置电压 VBB。若 T1 和 T2 的特性配对， 且其基极偏置电流很小，可忽略，则 VBB VBEQ1 VBEQ2 2 VBB 2VT n( I R / I S ) IS 为二极管 D1 和 D2 的反向饱和电流，VT 为温度电 压当量。
两管集电极管耗相等，且为
2 1 2 PC1 PC2 ( PD Po ) / 2 ( ) Pomax π 2
分析：当输入激励由大减小，即 减小时，Po、 PD、ηC 均单调减小，而 PC1 和 PC2 的变化非单调，
2 0.636 时最大， π
其值为
PC1max PC 2max 2 2 Pomax 0.2 Pomax π
3. 影响输出信号电压振幅的因素 交流负载 r ≈ R∥ri ＜ R，得交流负载线为(b)Ⅱ所示。 可见，T3 管的最大输出信号电压振幅受到截止失真的限 制，其值小于 VCC/2。 若使 r ＞ R，则交流负载线如图(b)Ⅲ所示，输出 信号电压振幅不受截止失真限制，可接近 VCC/2。
4. 改进电路
通过 RL 的电流：iL iE1 iE 2 iC1 iC2 I cmsint 相应产生的电压： vL Vcmsint RL 上的输出功率：PL = Po = VcmIcm/2 = I2cmRL/2 正负电源总的直流功率： PD = PD1 ＋ PD2 = 2VCCI平均 = 2VCCIcm/
vi (t ) 0 ic1 ic2 0 VCEQ1 VCC VCEQ2 VCC
Vi 正半周，T1 导通，负载线是自 Q 点出发，斜率为
1 / RL 的直线 AQ；
Vi 负半周，T2 导通，负载线是自 Q 点出发，斜率为
乙类推挽功率放大器
(2) 克服交越失真的基本途径
在输入端为两管加合适的正偏电压，使其工作在 甲乙类。
由传输特性图可见：只要 VBB 取值合适，上下两路 传输特性起始段的弯曲部分就可相互补偿，合成传输特 性趋近于直线，在输入正弦电压激励下，得到不失真的 输出电压。
(3) 常用电路
vi2 vi1 ，分别加在两管的基射极之间，实现两
管轮流导通。
Tr2——输出变压器，隔断 iC1 和 iC2 中的平均分 量，并利用初级绕组的中心抽头将 iC1 和 iC2 中的基波 分量在 RL 中叠加，输出正弦波。
T1 和 T2——特性配对、相同导电类型的 NPN 功 率管
(2) 工作原理 (忽略射结导通压降) vi1(t) ＞ 0 时， vi2(t) ＜ 0，T1 管导通，T2 管截止， ic1 处于正半周的半个正弦波； vi2(t) ＞0 时， vi1(t) ＜ 0，T2 管导通，T1 管截止， ic2 处于负半周的半个正弦波。iC1 和 iC2 中的基波分量在 RL 中叠加，输出正弦波。
T2 对 T4 的限流保护作用同上。
五、输入激励电路
1. 必要性 互补推挽功率放大器 中的功率管接成射极跟随 器，电压增益小于 1。若 要求功率管充分利用，输出最大信号功率，则 RL 上的 信号电压振幅达到接近电源电压(单电源时，接近 VCC/2)。为此，要求输入激励级为互补功率管提供振 幅接近电源电压的推动电压。
VBEQ1
VBEQ2
VBB 2
VBB 2VTn(IR / IS ) IS 为二极管 D1 和 D2 的反向饱和电流，VT 为温度电 压当量。
3. vBE 倍增电路 (1) 电路 直流：由 T3、R1、R2 组成， 且由电流源 IR 激励，为互补功率 管 T1、T2 提供偏置电压 VBB。 交流：T3、R1 构成电压并 联负反馈电路，反馈电路的电阻
(64)乙类互补推挽功率放大电路
输出信号uo
T2导通 uo≈ui
+
A
+
u_i
T2
RL uo _
_VCC
乙类互补推挽电路工作情况 iC
Uopp=2(VCC – UCES)
Q
O
uCE
Uopp O
iC uCE
T1通
t
T2通
3. 主要指标计算
设 uoUom si nt
(1) 输出功率
Po UoIo
1 2 Uom Iom
U
2 om
2RL
乙类互补推挽功率放大电路
1. 电路组成
+VCC
T1
iC1
io
电路特点 (1) 晶体管T1、T2特性对称
+
+ (2) 电源对称
u_i
T2
RL uo iC2 _
(3) T1、T2射极输出
_VCC
2. 工作原理
设ui=Uimsin t
a. 当ui =0 时 UA =0
T1、T2截止 uo=0
静态功耗为零
+VCC
iC1 T1
io
+
A
+
u_i
T2
RL uo iC2 _
_VCC
b. ui >0 时 T1导通 输入信号ui T1
+VCC iC1
电流io方向 输出信号uo
T2截止 uo≈ui
+
A
+
u_i
T2
RL uo iC2 _
_VCC
c. ui <0 时
电流io方向 +VCC
T1截止 输入信号ui T1
甲乙类互补对称功率放大电路解读
解：（1）输出电压幅值和最大输出功率分别为
uOmax 13V
Pom
(uOmax RL
交流信号正负半周对称，但存
在交越失真。
tK+C RL vo
T2 ic2
4、输出功率及效率
计算同乙类功放，只是公式中的vcc用vcc/2代替。
若忽略交越失真的影响，且 vi 幅度足够大。则：
Vom max
VCC 2
Po max
1
V2 om max
2 RL
VCC2 8RL
vi
VCC 2
PV
VCCVom
无输出变压器形式 （ OTL电路）
无输出电容形式 （ OCL电路）
OTL: Output TransformerLess OCL: Output CapacitorLess
二、OTL互补对称功放电路
1、特点
1. 单电源供电； 2. 输出加有大电容。
2、静态分析 vi
T1、T2 特性对称，
VK
VCC 2
8.4 甲乙类互补推挽功率放大电路
一、克服交越失真的措施
1、电路中增加 R1、D1、D2、R2支路。
静态时: T1、T2两管发射结电位 R1
分别为二极管D1、 D2的正向 导通压降，致使两管均处于
D1
微弱导通状态，有较小的静
态电流ICQ；
vi D2
另：静态电流在输出端被抵消， R2 故vi＝0，VO=0
b3
乙类推挽功率放大器
1.1 CDIO 设计目的通过设计乙类互补推挽功率放大器，掌握利用分离原件组成OTL 功放电路的原理，提高电路原理图读图技能，熟练掌握较复杂电路的装调操作方法。
1.2 CDIO 设计正文1.2.1设计要求电压增益：20倍直流输入电压：不大于10V输出功率：1W 以上（负载RL =8Ω）频率特性：20Hz ～50KHz1.2.2 设计原理乙类工作时，为了在负载上合成完整的正弦波，必须采用两管轮流导通的推挽电路。
通常使用T1和T2两个特性配对的互补功率管（NPN 型和PNP 型），若忽略功率管发射结导通电压，则当输入信号正半周期时，两功率管分别导通和截止，输出为正半周的半个正弦波；当输出信号负半周期时，两功率功率管分别截止和导通，输出为负半周的半个正弦波，通过负载的电流通过合成形成完整的正弦波。
1.2.3设计过程负载RL =8Ω Vo= V Po R L 22*=，输出功率Po=1W峰值为Vp=4V ，峰峰值为Vp-p=8V若要实现输出功率为Po=1W ，则直流电源电压Vcc ＞8所以取Vcc=10V输出电流Io==L CC R V /221422mA 取β=100，1b I =Io/β=4.22mA 取5I =20mA ，所以5R =0.5cc V /5I =250Ω取E V =0.2Vcc=2VE R =2V/20mA=100Ω因为E 5V R /R A ==2.5<10，所以E R 取值不合适令64E R R R +=，4R =10Ω，5R =250Ω当交流分析时，6R 被短路，V A =25符合要求Q2三极管基极电流'b I = I5/β=20mA/100=0.2mA2I =5～10倍的'b I ，取2I =2mA E 2V V =b +0.7V=2.7V6R = 2b V /2mA=1.35k Ω4R =(Vcc-2V b )/2mA=3.65k Ω电路中R 、C 电路为高通滤波电路，频率在20Hz ～50KHz所以计算得2C =40uF ，3C =2mF ，旁路电容1C =100nF1.3仿真结果图1 乙类功放原理图图2 输入端电压与输出端电压比较图3 示波器仿真波形1.4设计总结通过这次的乙类推挽功率放大器的设计，发现了自己很多知识上的漏洞，通过查阅书籍和在网上搜索资料，以及询问同学，总算做出了这个波形不是真的仿真电路。
乙类互补推挽功率放大电路
2. 工作原理
设ui=Uimsin t
a. 当ui =0 时 UA =0
T1、T2截止 uo=0
静态功耗为零
+VCC
iC1 T1
io
+
A
+
u_i
T2
RL uo iC2 _
_VCC
b. ui >0 时 T1导通 输入信号ui T1
+VCC iC1
电流io方向 输出信号uo
T2截止 uo≈ui
3. 主要指标计算 设
(1) 输出功率
+VCC
T1
iC1
io
+
+
u_i
T2
RL uo iC2 _
_VCC
当Uom达到最大值(VCC – UCES)时 +
当忽略三极管的饱和压降UCES时 u_i
+VCC
T1
iC1
io
+
T2
RL uo iC2 _
_VCC
(2) 电源供给的功率 平均集电极电流IC(AV)为
时，T1、T2都截止。
输出电流出现一段“死区
”
+VCC
T1
iC1
io
+
T2
RL uo iC2 _
_VCC
iB
iC
O
uBE O
输出信号
交越失真
t
O
ui
交越失真的产生
输入信号
在两个管子பைடு நூலகம்替工作区域出 现的失真称为交越失真
t
+
A
+
u_i
T2
RL uo iC2 _
5.1-5.4概述甲类乙类甲乙类功率放大电路全解
PV I C(AV) VCC
效率
Pom PV
（1）输出功率
U om VCC U CES (VCC U CES ) 2 Pom 2 RL 2
（2）效率
(VCC U CES ) 2 Pom 2 RL
1 πVCC U CES PV sin t VCC d( t ) π 0 RL 2 VCC (VCC U CES ) π RL
非线性不可忽略，所以在分析功放电路时，不能采用仅适 用于小信号的交流等效电路法，而应采用图解法。
二、功放的主要类型
在放大电路中，当输入信号为正弦波时，若BJT在 信号的整个周期内均导通（导通角θ=360o），则称之工 作在甲类状态；若BJT仅在信号的半个周期内导通（导 通角θ=180o），则称之工作在乙类状态；若BJT在信号 的多半个周期内导通（导通角θ= 180o ~360o），则称之 工作在甲乙类状态。 如果电路中的BJT工作在甲类状态，则称该电路为甲 类功率放大电路，简称甲类功放；如果电路中的BJT工 作在乙类状态，则称该电路为乙类功率放大电路，简称 乙类功放；如果电路中的BJT工作在甲乙类状态，则称 该电路为甲乙类功率放大电路，简称甲乙类功放。
工作原理：
u I 0 : u I u BE1 iB1 iE1 RL中有正方向电流 iL ; u I u BE 2 减小到一定时 T2 截止。 u I 0 : u I u BE 2 iB 2 iE 2 RL中有反方向电流 iL ; u I u BE1 减小到一定时 T1截止。
5.2 单管甲类变压器耦合功率放大电路
1. 直流电源提供的功率 PV =ICQVCC 2.最大输出功率
约为图中矩形面积
02-7.26 乙类互补推挽功率放大电路的分析计算
PD C m
V CC2 πRL
Pcmax PTm 0.4Po
PTm(single) 0.2Po
max 78.5%
甲类：Pcmax=2W→ 大功率管→必须加散热片→体积增大 乙类： Pcmax=0.2W —中功率管
说明：一般0.1W以下的管子称为小功率管。
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
2UomVCC πRL
PD C m
2VC C 2 π RL
3. 效率
Po U o m
PDC 4 VCC
4. 集电极的最大功耗PC
PC PDC Po
2VCC π
m
4
78.5%
2Po RL
Po
P U om 2 o 2RL
81/117
PC
PC
2VCC
2PO RL
PO
matlab代码如下。
பைடு நூலகம்
PO
x = 0:0.1:10
y = 24/pi*sqrt(2*x/8)-x;
plot(x,y)
82/117
4. 集电极的最大功耗PC
PC PDC Po
2VCC π
2Po RL
Po
令
d PC d Po
0，解 得 Po
2
V2
CC
时
π2 RL
PC m ax
2 π
VC C2 2 RL
4o mπP2
乙类互补推挽功率放大电路的 分析计算
79/117
三、功放电路的分析计算
1. 交流输出功率Po
Po uoio
U om I om U o2m 2 2 2RL
+ ui -
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
甲乙类互补推挽功放
微调R1和R2的比值，就可以得到满意的T1、T2管的偏压值。 调整R1、R2、T3参数，使R1和R2中间点的电位近似 为0。
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
甲乙类互补推挽功放
878/1.175.3甲乙类互补推挽功率放大电路
1. 乙类互补对称功率放大器存在问题
当输入信号Ui在0~Ube之间变化时，不足以克服死区电 压，三极管不导通，此时在正、负半周交替过零处会出现 一些非线性失真，这个失真称为交越失真。
ui VCC
T1
iE1
Uon
t
-U on
+
+
ui -
T2
RL
uo -
uo
iE2
io io
- VCC
交越失真
t
8解9/1决17交越失真办法：可给三极管稍稍加一点偏置，让管子工作在
临界导通或微导通状态，使之工作在甲乙类。
2. 甲乙类双电源互补对称放大电路 R1
甲乙类双电源互补对称放 大电路1特点： 1静态时，三极管微导 通 ，给三极管稍加了一点 偏
+ ui -
流经R1电阻和R2的电流近似相 等，有
+ ui
T3
U BE4 UCE4
R2
R1 +R2
R1 M
对于T4管，其发射结的导通电
R2
压基本稳定（如硅管约0.7V，
RC3
锗管约0.3V）,所以有
V CC
iC1
T1 T4
T2
io
+ RL uo
-
iC2
UCE4
1 R 1 R2
U BE4Fra bibliotek- VCC
乙类双电源互补对称功率放大电路
T1
率PVm为
+
ui
－
NPN
T2 PNP
uCE
uO
RL
iO +
uO 0
－
t
PVm= —2 —• V—R2CLC
(2)PVm的表 达式
－VCC
本继页续完
效率 乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)
一、电路的组成和工作过程 二、电路的分析计算
3、直流电源供给的功率PV 4、效率 一般效率 = —4 VU—CoCm
B
O UCES
2Icm
B
Q VCC uCE1
O UCES
Q
UCES
O uCE
最大功率Pom的VUcem 几何意义就是这
Ucem
表推达导式Pom2VUcem
个三角形的面(a积) 。
Icm
(b)
iC2 本继页续完
管电效极这耗源率一二P供所管是21T、、给、、谓本无的管输电TN电功管身用+1乙耗出P率V路耗的功路NPCP功V类C转。的的TP率iT双化C组分P就为o电成析与由要只是热和计源思三于用需损量工算路 极 u积 求互耗的O作：管分出是在补电管。一c变过三e能对极耗又只量程, 电称因管P, 解每则T所压为的由功把积设只在以u两管流分C输管这率PuPE只耗u经TO(T方出只期1C==放1管PE三=V=程为在间UT也—C2大是1—极21oC1得正半的，m是-对管电su(每弦个管0然i0V变Om称的)Cu只波周耗路后的量CC的iCtE管–期P乘乘u(，u(iTO代，oiC的内1O2C=积为计d即)C入管U管((R决—u0i算可LOo上L耗O~耗m定=t管)d。s式一u))P(i。导耗mOT后样1/但通tR为P)tLT，,,)
互补推挽式功率放大电路
互补推挽式功率放大电路甲类工作状态晶体管存在问题→ 乙类工作状态晶体管管耗小效率高（但存在非线性，即交越失真）→ 甲乙类工作状态晶体管（但存在功率管匹配异型困难）→ 准互补对称放大电路(OCL) → 单电源互补功率放大电路（OTL）→ 变压器耦合功率放大电路1、互补对称式乙类功率放大电路1.结构图9.1（a）所示电路采用两个NPN和PNP管各一只，且特性对称，组成互补对称式射极输出器。
简称OCL电路，意为无输出耦合电容。
2.工作原理静态时：u i =0 → I C2 = I C2 =0 （乙类工作状态）→ u o =0 。
动态时：u i >0 → VT2导通，VT3截止→ i o = i C2 ；u i <0 → VT3导通，VT2截止→ i o =? i C3 。
特点：（1） I BQ 、 I CQ 等于零。
（2）两管均工作半个周期。
3.分析计算（1）输出功率由电路可知，输出电压 U o 变化范围为： 2( U CC ? U ces )=2 ICM × R L若忽略管子饱和压降 U ces ，则：输出电流最大值 I CM = U CC R L输出电压最大值 U CM = U CC输出最大功率P OM = I CM 2 × U CM 2 = U CC 2 R L × U CC 2 = U CC 2 2 R L（2）直流电源供给的功率因为两管各导通半个周期（不考虑失真），每个电源只提供半个周期的电流，且每管电流平均值为I C = 1 2π ∫ 0 π i C2 d(ω?t) = 1 2π ∫ 0 π I CM sin?(ω?t)d(ω?t) = 1 2π U CC R L [ ?cos?ω??t ] 0 π = 1 2π U CC R L ×2= 1 π U CC R L所以，总功率为P V =2 I C U CC = 2 π U CC 2 R L（3）效率η= P OM P V = π 4 =78.5%（4）晶体管耗散功率2 P T = P V ? P OM = 2 π U CC I CM ? 1 2 U CC I CM = 2 U CC U CM π R L ? U CM 2 2 R L将上式对 U CM 求导并令其为零，得：d P T d U CM = 2 U CC π R L ? U CM R L =0即U CM = 2 π U CC ≈0.64 U CC代入上式，可求得最大管耗2 P T = 2 U CC π R L 2 U CC π ? 1 2 R L ( 2 U CC π ) 2 = 4 π 2 U CC 2 2 R L = 4 π 2 P OM ≈0.4 P OM4.缺点电路存在交越失真。
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PD C m
V C C 2 πRL
Pcmax PTm 0.4Po
PTm(single) 0.2Po
max 78.5%
甲类：Pcmax=4W→ 大功率管→必须加散热片→体积增大 乙类： Pcmax=0.2W —中功率管
说明：一般0.1W以下的管子称为小功率管。
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
2UomVCC πRL
PD C m
2VC C 2 πRL
3. 效率
Po U o m
PDC
4 VCC
4. 集电极的最大功耗PC
PC PDC Po
2VCC π
m
4
78.5%
2Po RL
Po
P U o m 2
o
2RL
81/117
PC
PC
2VCC
2PO RL
PO
matlab代码如下。
om PTm
PTm(single) 0.2Pom
P U o m 2
o
2RL
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甲类功放 (CE、无变压器)
Pcmax 4Po
max 2 5 %
例：负载输出功率 Po=1W， 甲类CE单管放大和乙类放 大电路的管子子功耗是多少？ 分析：
乙类功放
Po(m ax )
V C C 2 2 RL
PO
x = 0:0.1:10
y = 24/pi*sqrt(2*x/8)-x;
plot(x,y)
82/117
4. 集电极的最大功耗PC
PC PDC Po
2VCC π
2Po RL
Po
令
d PC d Po
0 ， 解 得 Po
2
V2
CC
时
π2 RL
PC m ax
2 π
V2
CC
2R
L
4P
o
m
π
2
0.4P
乙类互补推挽功率放大电路的 分析计算
79/117
三、功放电路的分析计算
1. 交流输出功率Po
Po uo io
U om Iom 22
U o2m 2RL
+ ui -
Po (m a x)
V C C2 2RL
2. 电源提供的直流功率PDC
每个单管工作半周时的平均电流为：
1
IDC(single) 2
Iom sintdt
I om
0
P I V DC(single) DC(single) CC
I V om CC Uom VCC
π
πRL
VCC
T1
iE1
+
T2 RL uo -
iE2
io
- VCC
io iE1
2 ωt
O
-iE2
80/117
复 习 Po
U o m 2 2RL
PD C
2 P D C (single)