电子技术第12讲

电子技术第12讲
•输入输入波形 图
•u
i
•uo ´
•uo
•u
o
•交越失
•死区电
压
•T1
•+USC
•ui •T2
•iL •RL
•uo
•-USC
电子技术第12讲
•特点：
•(1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零； •(2) 每管导通时间于半个周期 ； •(3) 存在交越失真。
•T1
•+USC
•ui •T2
•+ •I
•R1 •IB
•B1 •U
•B •E
• 合理选择R1、R2大小，B1、 •B2间便可得到 UBE 任意倍数的 •电压。
•R2 •-
•B2
电子技术第12讲
•3. 电路中增加复合管
•增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。
•c •ic
•e
•b •ib •T1 •T2
•b •ib •T1 •T2
•OTL电路 •+USC
•T1
•OCL电路 •+USC
•T1
•ui
•A •+ ••U-C •C •R
L
•ui •UL
•A •i L •R
•T2 L
•T2
•-
•增加对称的负电源-USCUSC
•，使静态时的A点电位为0 电子技术第12讲
•存在交越失真
•u
i
• t
•uo
•交越失真
• t
•OCL电路 •+USC
•R1
• 复合管构成的输出级
•R2
•准互补 • 输出级中的T4、T6均为NPN 型晶体管，两者特性容易对称。
•+USC •T1
•T3
•T4 •T2
•T5 •RL •T6
电子技术第12讲
•-USC
•集成运放内部的功率放大器
•RC
•RC
1
2
•-
•T •T
12
•+
•T5 •R
1
•第4级：互补对
称射极跟随器 •+UC
•Rb2 •C1
•共射放大级 •Re4
•准互补功放
级
•+24V
•T4
•C2 •R
•UBE 2
•倍增
•电路
•T6
•T7 •T9
•Re7 •Re
9
•保险管 •BX
•差动放大级
•C3 •R3
•T3 •Re3
•偏置电路
•D1
•T5 •恒流源
•D2 •负载 •Re5
•T8 •T10 •C5
•R4 •RL
•C4
•OTL: Output TransformerLess •OCL: Output CapacitorLess
电子技术第12讲
•11.3.4 无输出变压器的互补对称功放电路
•一、特点
•1. 单电源供电； •2. 输出加有大电容。
•+USC •T1
•二、静态分析
•令：
•USC/2 •ui
•则 T1、T2 特性对称，
（经500 电容接负载）
•1 -- 接旁路电容（5 ）
•9、13 -- 空脚（NC）
电子技术第12讲
•集成功放 LM384 外部电路典型接法：
•输入信 号•ui
•调节音量
•Vcc •电源滤波电
容
•输出耦合大电容
•6 •-
•2 •+
•14 •8
•1
•500
•2.7
•5
•8
• 0.1
•外接旁路电容 •低通滤波,去除高频噪声
电子技术第12讲
•集成功放 LM384管脚说明:
•14 -- 电源端（ Vcc）
•)
•1
•14
•2
•13
•3
•12
•4
•11
•5
•10
•6
•9
•7
•8
•3、4、5、7 -- 接地端（ GND） •10、11、12 -- 接地端（GND）
•2、6 -- 输入端
•
（一般2脚接地）
• 8 -- 输出端
•
T
•ICQ
•iC •USC /RE •ib
•IBQ •Q •USC•uce
电子技术第12讲
•2. UBE电压倍增电路
• 为更换好地和T1、T2两发射结电位配合，克服交 越失真电路中的D1、D2两二极管可以用UBE电压倍增 电路替代。
• 图中B1、B2分别接T1、 •T2的基极。假设I >>IB， 则
导通状态；负半周T1截止， T2 基极电位进一步降低，进 入良好的导通状态。
•+USC
•T1
•i
•UL
L •R •T2 L
•USC
电子技术第12讲
•波形关系：
•
特点：存在较小
•iB
•iB
的静态电流 ICQ 、
IBQ 。每管导通时
间大于半个周期，
•IBQ
基本不失真。
•uBE
•t
•uB1
•iC
•t •U
•P•O
=•U•CEQ •2
•I•CQ •2
•=•(U•SC •/•2
•2•)•2 •R•E =•U•SC•2•8•R•E
电子技术第12讲
Baidu Nhomakorabea
•如何解决效率低的问题？
•办法：降低Q点 •但又会引起截止失真
•既降低Q点又不会引起截止失真的办法：
•采用推挽输出电路，或互补对称射极 输出器
电子技术第12讲
•11.3.2 变压器耦合推挽功率放大电路
•iL •RL
•uo
•-USC
电子技术第12讲
•二、最大输出功率及效率的计算
• 假设 ui 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。
•T1
• 若忽略晶体管的饱和
压降，则负载（RL)上的电 压和电流分别为：
•ui
•负载上得到的最大功率为：
•T2
•+USC •ULmax
•i
•一、工作原理（设ui为正弦波）
•静态时：
•T
•ui = 0V T1、T2均不工作
1
•
uo = 0V
•+US
C
•ic1
•动态时： •ui > 0V
•ui 0V
•u
•T1导通，T2截止 i •iL= ic1 ;
•T1截止，T2导通 •iL=ic2
•iL •u
•RL
o
•T •ic2
2
•-
USC
•注•意：T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作 的方式。
•问题讨论:
•射极输出器输出电阻低，带负载 •能力强，可以用做功率放大器吗
•答： •不合适，因为效率太低 。
•Ic •USC /RE
•USC •Rb
•ib •Q
•ui
•RE
•uo •uo
•USC •uce
•u
•t
o
电子技术第12讲
•射极输出器效率低的原因 ：
• 一般射随静态工作点（Q）设置较高（靠近负载
•T1
•ui
•A •i
L •R
•T2 L
•USC
电子技术第12讲
•
1.
•电路中增加 R1、D1、克服D2、R2支路
• 静态时: T1、T2两管交发射结 电位分别为二极管D越1、 D2的
•R1
正向导通压降，致使失两管均 处于微弱导通状态；真
•D1
• 动正位态半进时周一： 步T2提设截高u止i，加，进入T1入正的措施基良弦：极好信电的号。•ui••DR22
直流通道
•变压器线圈对于 直流相当于短路
•ui
•Rb1 •T1 •Re
•T2 •Rb2
•iL •USC
•RL
•Rb1 •T1 •Re
•T2 •Rb2
•USC
•对于任何一个三极管都 是静态工作点稳定的共射
极放大器
•Rb1
•USC •两个三极管的
•T1 静态工作点都设
•Rb2
在刚刚超过死区,
•Re
IB很小,IC也很小, 降低直流功耗。
L •R
•UL
L
•USC
电子技术第12讲
•电源提供的直流平均功率计算： • 每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为:
•ic1
•USC1 =USC2 =USC •两个电源提供的总功率为：
• •2 •t
电子技术第12讲
•效率为：
电子技术第12讲
•互补对称功放的类型： • 互补对称功放的类型
•无输出变压器形式 •无输出电容形式 • （ OTL电路） • （ OCL电路）
•Ic •IC
M
•PCM
•uce •UCEM
电子技术第12讲
• (2) 电流、电压信号比较大，必须注意防 止波形失真。
• (3) 电源提供的能量尽可能转换给负载， 减少 晶体管及线路上的损失。即注意提
高电路的效率（）。
•Pomax : 负载上得到的交流信号功率。 •PE ： 电源提供的直流功率。
电子技术第12讲
•放大器：由两个共射极放大器组成，两个三极管的射极接在一
起，
•Rb1
•USC
•iL
•+
•T1
•+ •–
•Re
•ui
•+
•– •–
•T2
•RL
•Rb2
•输出变压器：将两个
•输入变压器：将输入信号分成两个 集电极输出信号合为一
大小相等相位相反的信号，分别送两 个信号，耦合到副边输
个放大器的基极，使T1、T2轮流导通。 出给负电子载技术。第12讲
•R •D
1
•D2
•+USC
•b1
•T1
•Re1 、 Re2：电阻值1~2， 射极负反馈电阻，也起
限流保护作用
•Re1 •A
•C
•R
•b2
e2
•T2
•R
L
•ui
•T3
•D1 、 D2使b1和b2之间的电 位差等于2个二极管正向压降， 克服交越失真
电子技术第12讲
11.3.5 无输出电容的互补对称功放电路
•A •+ ••U-C •C •R •UL
L
•T2
•
电子技术第12讲
•三、动态分析
•设输入端在0.5USC直流电平基础上加入正弦信号
•时，T1导通、T2截止； •时，•T1截止、 T2导通。 •T1
•+USC •ic1 •交越失真
•（UC相当于电源）
•ui •若输出电容足够大，其上电 压基本保持不变，则负载上 得到的交流信号正负半周对 称，但存在交越失真。
电子技术第12讲
2020/11/27
电子技术第12讲
•11.3.1 概述
•功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱 动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表 指针偏转等。
•例： 扩音系统
•信 号 提 取
•电 •功
压
率
放
放
大
大
电子技术第12讲
•分析功放电路应注意的问题
• (1) 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 、UCEM 、 PCM 。
线的中部），信号波形正负半周均不失真 。电路中
存在的静态电流（ICQ），在晶体管和射极电阻中造 成较大静态损耗，致使效率降低。设Q点正好在负载
线中点，若忽略晶体管的饱和压降，则有：
• UCEQ = 0.5USC ； ICQ =0.5USC /RE。
•P•E =•U•SC •I•CQ =•U•SC•2•/•2•R•E
•Q
电子技术第12讲
•交流通道
•Rb1
•iL •USC
•T1
•Re
•ui
•RL
•T2 •Rb2
•输入信号正半周，T1导通，T2截止
•ui>0 •+•–
•ui<0 •ui •–•+
•ib1 •+•–
•T1•ic1
•+
••+–••–+
•Re •– •–
•–•+ •T2
•ib2
•ic2
•+
•+•– •RL
•A •+ ••C •R •UL
L
•T2 •ic2
电子技术第12讲
•四、输出功率及效率
•若忽略交越失真的影响，且 ui 幅度足够大。则：
•U•L•max
=•U•SC •2
•，•I•L•max
=•U•SC •2•R•L
•ui
•t
•uL
•ULmax
•t
电子技术第12讲
•实用OTL互补输出功放电路
•调节R,使静 态UA=0.5USC
•c
•e
•ic
•b •ib
•c •ic
•e
•ib
•b
•复合NPN型
•e • 1 2 •复合PNP型 •c •ic
•晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
电子技术第12讲
•改进后的OCL准互补输出功放电路：
• T1：电压推动级
•ui
• T2、R1、R2：
•
UBE倍增电路
• T3、T4、T5、T6：
电子技术第12讲
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/27
•RC•负载
•RC8 •Re10 低通•-24V
电子技术第12讲
• 11.3.7 集成功率放大器
•
特点：工作可靠、使用方便。只需在器件
外部适当连线，即可向负载提供一定的功
率。
•集成功放LM384：
•生产厂家：美国半导体器件公司
•电路形式：OTL
•输出功率：8负载上可得到5W功率
•电源电压：最大为28V
•–•+
•输入信号负半周，T2导通，电子T技术1第截12讲止
•11.3.3 互补对称功率放大电路
•互补对称：电路中采用两个晶体管：NPN、
•
PNP各一支；两管特性一致。
•
对称电源：+USC，-USC
•
组成互补对称式射极输出器
•+US
•T
C
•NPN
1型
•u
i
•PNP•iL
•u
型
•RL
o
•T
2
•-
电子技术第12讲
C
•RC3
•RE
3
•T7
•T6
•T1
0
•T8 •RE •R
4
L
•T
3
•R
3
•T4 •R
2
•RE
•T9
•RE
5
2
•T1
•RC4
1
•第1级：差动放大器
••第2级：差动放大器 •第3级电子：技单术第管12讲放大器 U
•11.3.6 实际功放电路
• 这里介绍一个实用的OCL准互补功放电路。其 中主要环节有 ： • (1) 恒流源式差动放大输入级（T1、T2、T3）； • (2) 偏置电路（R1、D1、D2）； • (3) 恒流源负载（T5）； • (4) OCL准互补功放输出级（T7、T8、T9、 T10）； • (5) 负反馈电路（Rf、C1、Rb2构成交流电压串联负
反馈）； • (6) 共射放大级（T4）； • (7) 校正环节（C5、R4）； • (8) UBE倍增电路（T6、R2、R3）； • (9) 调整输出级工作点元件（Re7、Rc8、Re9、Re10）。
电子技术第12讲
•实用的OCL准互补功放电路：
•Rc1
•ui •T1
•Rb1
•反馈级 •R1
•T2 •Rf