第9章功率放大电路全解

功放管散热和保护问题
二. 共射放大电路分析
iVCC
Rb
C b1
Rc
iC
T
+ VCC
+
iC 直流负载线
C b2
ICQ
A
Q
B C VCC
+ ui –
RL
uo
–
O
D UCEQ
uCE
电源提供的直流功率约为： PE VCC IVCC VCC I CQ 三极管的集电极耗散功率： PT U CEQ I CQ 集电极电阻消耗功率为：
Pom 100% PE
Pom：负载上得到的最大交流信号功率。
PE ：电源提供总功率。
一. 功率放大电路的特点
功率放大电路中的晶体管
功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参 数不能超过晶体管的极限值: ICM 、U(BR)CEO 、 PCM 。 iC PCM=iCuCE
最大集电极耗 散功率
D UCEQ
Uom
E
C VCC
Pom 仅 uCE 负载上获得的最大功率 ' 为 Pom 的一部分
' 交流负载线的斜率为 1 / RL
若RL越小，交流负载线越陡，功 率三角形越小，输出功率越小。
电源输出的平均电流为ICQ，电 源提供的功率不变，为VCCICQ
电路的效率低 共射放大电路不宜用作功率放大电路
最大集电 I 极电流 CM
U(BR)CE
uCE
O 集电极-发射极间的 反向击穿电压
本章重点


能够计算功放电路最大输出功率和转换效 率 能够根据功放电路确定晶体管参数的极限 值: ICM 、U(BR)CEO 、 PCM
一. 功率放大电路的特点
分析方法： 输出电流、电压信号幅值均比较大， 功放管特性的非线性不可忽略，在分析电路 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。
T
B
O
VCC
VCC
2VCC
uCE 通过调整变压器原、副边的匝数比
N1/N2，实现阻抗匹配，可使交流 负载线与横轴的交点约为2VCC ' RL 中交流电流的最大幅值为ICQ， 交流电压的最大值为VCC。在理想 情况下，最大的输出功率为
Pomax
I CQ VCC 2 2

1 I CQVCC 2
' U om sin( t ),U om I cm RL
当输入信号为正弦波时，集电极交 流分量ic也是正弦波
iC ICQ Icm sin t
' ' RL 上电压交流分量的最大值为 U om I CQ RL
电源输出的平均电流为ICQ，电 源提供的功率不变，为VCCICQ 0 集电极电流交流分量的 最大幅度为 Icm = ICQ 相应的最大电流为 I CQ
PRc U Rc I CQ (VCC U CEQ ) I CQ
二. 共射放大电路分析
iC ICQ ICQ A
交流负载线 斜率为 1 / RL
'
ic
+ + ui
B C
T Rb Rc R
' L
+ RL
uo
-
Q
+
O
' RL RC / / RL
D UCEQ
Uom
E
VCC
iC ICQ ic ICQ Icm sin t uCE ' ' uo ic RL I cm RL sin t
VCC I CQ ' RL
ICQ
uCE VCC iC ' I CQ ' RL RL
Q
1 交流负载线斜率： ' RL
A
O
B
VCC
uCE
三. 变压器耦合功率放大电路分析
2I CQ
ICQ ICQ A Q iC
+ VCC
Rb
C
R’ L
斜率 1/ R
' L
+ ui –
' VCC / RL I CQ
三. 变压器耦合功率放大电路分析
+ VCC
Rb
C
iC 直流负载线
N1
N2
RL
ICQ
A O VCC
Q
+ ui –
T
B
2VCC
uCE
变压器原边线圈电阻可忽略不计，静态时，三极管c-e两端的电压为VCC 忽略晶体管基极回路的损耗，电源提供的功率为： PV VCC I CQ 静态时，电源提供的功率全部消耗在管子上。
主要技术指标
（1）最大输出功率Pom：输出功率Po尽可能大，输出功率 是功放电路提供给负载的信号功率。最大输出功率是在输 入电压为正弦波时，输出基本不失真情况下，负载上可能 获得的最大交流功率。 (2) 转换效率：电源提供的能量应尽可能多地转换给负 载，尽量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高 电路的效率（）。
UCEQ VCC
三. 变压器耦合功率放大电路分析
Rb C Rb C
， RL
N1
N2
RL
+ ui –
T
' RL
+ ui –
c ic T e
从变压器原边向负载方向 看的交流等效电阻为：
N1 ' RL RL N2
2
' uce ic RL 0 ' ' uce ic RL ic uce / RL
三. 变压器耦合功率放大电路分析
交流负载线：找iC和uCE之间的关系
' ' uce ic RL ic uce / RL
Rb C
， RL
ic iC I CQ uce uCE U CEQ uCE VCC
+ ui –
iC
c ic T e
iC I CQ
uCE VCC ' RL
9.1 功率放大电路概述 9.2 互补功率放大电路 9.3 集成功率放大器
9.1 功率放大电路概述
什么是功率放大器？ 在电子系统中，模拟信号被放大后，
往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动 作、 仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。 能输出较大功率的放大器称为功率放大器。
例： 扩音系统
信 号 提 取
电 压 放 大
功 率 放 大
9.1 功率放大电路概述
功率放大电路与其他放大电路的区别？
从能量控制和转换的角度，功率放大电路与其他电路 在本质上没有根本的区别。
功率放大电路不单纯追求输出高电压，也不单纯追求 输出大电流 追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。
一. 功率放大电路的特点
U om ' ' RL 上可获得的最大交流功率为 P om 2
I CQ 2

U om I CQ 2
1 2 ' I CQ RL 2
二. 共射放大电路分析
iC ICQ ICQ A
交流负载线 斜率为 1 / RL
'
+ + ui
B
T
+ Rc RL uo -
Rb
Q
+
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O
' RL RC / / RL