第9章 低频功率放大电路
低频功率放大电路的设计
. . -.课程设计报告所属院系：电气工程学院专业：自动化课程名称：电子技术根底A设计题目：低频功率放大电路的设计班级：学生XX：学生学号：指导教师:完成日期：低频功率放大电路的设计低频功率放大电路主要解决输出功率，效率，和非线性失真之间的矛盾。
电路由两局部组成：前置放大电路和功率放大电路。
前置放大器主要完成对小信号的放大，功率放大电路主要完成对电流的放大。
一、设计方案低频功率放大电路是一种以输入低频信号，输出较大功率为目的的放大电路。
他一般直接驱动负载，带负载能力强。
从能量控制的观点来看，功率放大电路实质上是能量转换电路。
主要任务是使负载得到不失真〔或失真较小〕的输出功率。
综合以上条件考虑，现在拟定系统方案框图如下：图1 低频功率放大电路的系统组成框图1．根据拟定系统方案框图，现提出两种方案如下：〔1〕方案一：采用OTL单电源互补对称功率放大电路：图2 OTL单电源互补对称功率放大电路〔2〕方案二：采用OCL双电源互补对称功率放大电路：图3 OCL双电源互补对称功率放大电路〔3〕方案三:乙类功率放大电路：图4 乙类功率放大电路2．方案的分析和比拟：第一种方案是采用OTL单电源互补对称电路的低频功率放大器，其利用两个二极管消除了交越失真，使波形接近为正弦波形，利用两个值较大的电容来提高其动态性能；第二种方案，第二种方案在第一种方案的根底上进展了改良，采用OCL双电源互补对称电路的低频功率放大器，也用二极管消除了交越失真，输出信号波形斗比拟稳定，但其工作的稳定性比第一种方案的好，第二种方案完成的技术指标最完善的同时也是最简单、容易实现的，从选材的经济角度上讲，第一种方案也优于第一种方案。
于是我们选取第二种方案。
第三种方案虽然简单，但其输出信号波形容易出现交越失真。
三种方案的输出波形图如下：图5 OTL单电源互补对称功率放大电路的波形图图5 OCL双电源互补对称功率放大电路图6 乙类功率放大电路波形图由三组波形图可以看出：第三种方案失真严重，第一二种方案波形稳定，放大倍数稳定良好。
《低频功率放大器》课件
2 带宽
表示放大器能够放大的频率范围。
3 输出阻抗
表示放大器对外部电路的负载能力。
4 噪音系数
表示放大器引入的噪音对输出信号影响的程 度。
实验演示
低频功率放大器的实验设备
通过实验设备，可以实际观察低频功率放大器的工 作情况。
实验步骤及操作要点
在实验过程中，需要注意一些关键的操作要点。
结论
1 低频功率放大器的应用前景
2 低频信号的特点
低频信号具有较低的频率，被广泛应用于音频信号和较慢的数据传输。
3 应用场景
低频功率放大器的应用场景包括音频放大器、音响设备和低速数据传输。
放大器的基本结构
三要素
放大器的三要素包括输入电阻、 输出电阻和电流增益。
基本结构
放大器的基本结构由输入电路、 放大电路和输出电路组成。
工作原理
低频功率放大器在音频和通信领域有广泛的应用前景。
2 需要进一步研究的问题
尽管低频功率放大器已经有了很多研究成果，但仍然存在ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ些需要进一步研究的问题。
参考文献
1 相关领域的研究进展
详细了解相关领域中低频功率放大器的最新 研究进展。
2 可供参考的文献
推荐一些关于低频功率放大器的书籍和论文 供进一步学习。
《低频功率放大器》PPT 课件
低频功率放大器是电子设备中常见的一种电路。在本课件中，我们将介绍低 频功率放大器的基本结构、分类、设计步骤、性能指标以及实验演示。通过 该课件，你将了解到低频功率放大器的应用前景和需要进一步研究的问题。
概述
1 定义
低频功率放大器是一种电子设备，用于将低频信号进行放大。
2
通过选择合适的偏置电阻和电容，确保
低频功率放大电路
第9章低频功率放大电路本章要点功放的特点与分类OCL电路原理与特性分析OTL电路原理与调试方法BTL电路组成与原理VMOS功放的特点与应用本章难点OCL电路性能指标分析OTL电路调试方法无论分立元件放大器还是集成放大器，其末级都要接实际负载。
一般负载上的信号的电流和电压多要求较大，即负载要求放大器输出较大的功率以便推动如扬声器、电动机之类的功率负载，故称之为功率放大器，简称功放。
功率放大电路的主要任务是：放大信号功率。
功率放大电路按放大信号频率，可分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。
前者用于放大音频范围(几十赫兹到几千赫兹)的信号，后者用于放大射频范围(几百千赫兹到几十兆赫兹)的信号。
本章仅介绍低频功率放大电路。
9.1 功率放大电路概述9.1.1 功率放大电路的特点功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率，故功率放大器应具有以下几个主要特点。
1. 输出功率要足够大为获得足够大的输出功率，功放管的电压和电流变化范围应很大。
如输入信号是某一频率的正弦信号，则输出功率的表达式为P o = l o U o (9-1) 改用振幅值表示，公式9-1又为1P o = — I om U om (9-2)22. 效率要高功率放大器实质上是一个能量转换器，它是将电源供给的直流能量转换成交流信号的能量输送给负载，因此，要求转换效率高。
P Ol~Dc式中，P o为信号输出功率，P DC是直流电源向电路提供的功率。
在直流电源提供相同直流功率的条件下，输出信号功率愈大，电路的效率愈高。
3. 非线性失真要小功率放大器是在大信号状态下工作，电压、电流摆动幅度很大，而且由于三极管是非线性器件，在大信号工作状态下，器件本身的非线性问题十分突出，因此，输出信号不可避免地会产生一定的非线性失真。
在实际应用中，要采取措施减少失真，使之满足负载要求。
4. 图解法进行估算由于功放工作在大信号状态，实际上已不属于线性电路的范围，故不能用小信号微变电路的分析方法，通常采用图解法对其输出功率、效率等指标作粗略估算。
第9章 基本放大电路
- 43 -第9章 基本放大电路放大是模拟电路最重要的一种功能。
本章所要介绍的基本放大电路几乎是所有模拟集成电路的基本单元。
工程上的各类放大电路都是由若干基本放大电路组合而成的，其中第一级称为输入级，最后一级称为输出级，其余各级为中间级。
9.1 放大电路的工作原理放大电路或称为放大器，其作用是把微弱的电信号、电压、电流、功率放大到所需要的量级，而且输出信号的功率要比输入信号的功率大，输出信号的波形要与输入信号的波形相同。
现以晶体管共射极接法的电路为例来说明放大电路的工作原理。
输入信号按波形不同可分为直流信号与交流信号两种。
由于正弦信号是一种基本信号，在对电路进行性能分析与测试时，常以它作为输入信号。
因此，也以正弦信号作为输入信号来说明放大电路的工作原理。
在输入端与输出端分别接有电容C 1、C 2，它们起着传递信号，隔离直流的作用，电容C 1、C 2称为输入和输出耦合电容或隔直电容。
由于耦合作用要求电容的容抗值很小，一般为几微法至几百微法，因而需要采用有极性的电解电容器。
输入端未加输入信号时，放大电路的工作状态称为静态。
这时U CC 提供了直流偏置电流。
由于电容的隔直作用，输入端和输出端不会有电压与电流。
可见，静态时，除了输入端与输出端外，晶体管各极电压与电流都是直流，其波形如图9-1各波形中的虚线所示。
输入端加上输入信号时，放大电路的工作状态称为动态。
交流输入信号u i 通过C 1耦合到晶体管的发射结两端，使发射结电压u BE 以静态值U BE 为基准上下波动，但方向不变，即u BE 始终大于零，发射结保持正向偏置，晶体管始终处于放大状态。
这时的发射结电压u BE ＝U BE ＋u be 。
忽略C 1上的交流电压降，则u be ＝u i 。
发射结电压的变化会引起各极电流的相应变化，而且它们都会有一个静态直流分量和一个交流信号分量，其波形如图9-1所示。
i C 的变化引起R C i C 的相应变化。
9-功率放大电路
OTL电路：单电源供电，低频特性差。 Uom (VCC
2) U CES 2
OCL电路：双电源供电，低频特性好。Uom
VCC
UCES 2
BTL电路：单电源供电，低频特性好；双端输入双端输出。
U om
VCC 2UCES 2
集成功率放大电路
种类：OTL、OCL、BTL 电路结构：双极型电路、双极型与单极型混合电路（VMOS管广泛应用）
T2、T5的极限参数：PCM＝1.5W，ICM＝600mA，UBR（CEO）＝40V。
3. D1短路； 影响消除交越失真 4. D1断路； 功放管将烧坏 5. T1集电极开路。 输出波形正负半周不对称
功放的故障问题，特别需要考虑故障的产生是否影响功放管的安全工作！
晶体管的工作方式
1. 甲类方式
晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态
2. 乙类方式
晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态
3. 甲乙类方式
晶体管在信号的多半个周期处于导通状态
4. 为了获得更大的输出功率和更高的效率，还有丙类、丁类功放
功率放大电路的种类
1. 变压器耦合功率放大电路：传统功放，应用至今 2. OTL 电路 (Output Trasfomerless)：无变压器，有大电容 3. OCL电路 (Output Capacitorless)：无大电容，但双电源供电 4. BTL 电路( Balanced Transformerless)：单电源供电，管子多
只有C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路，uo ≈ ui 。 OTL电路低频特性差。 若要低频特性好，则需改变耦合方式：阻容耦合→直接耦合。
OCL电路(Output Capacitorless) 和BTL 电路( Balanced Transformerless)
低频功率放大电路
第九章 低频功率放大电路一个实用的放大器一般通常包括三个部分：输入级：与信号源相连，要求输入电阻大，噪声低，共摸抑制能力强，阻抗匹配等。
中间级：主要完成电压放大任务，以输出足够大的电压。
输出级：主要要求向负载提供足够大和功率，以便推动负载，所以功率放大电路的主要任务是放大信号的功率。
§1 低频功率放大电路概述 一、分类按放大信号的频率分低频功率放大电路：用于放大音频范围(几十赫兹～几十千赫兹) 高频功率放大电路：用于放大射频范围(几百千赫兹～几十兆赫兹) 按功率放大电路中晶体管导通时间的不同 甲类功率放大电路：它的主要特征是在输入信号的整个周期内，晶体管均导通，有电流流过。
乙类功率放大电路：它的主要特征是在输入信号的整个周期内，晶体管仅在半个周期内导通，有电流流过。
甲乙类功率放大电路：它的主要特征是在输入信号的整个周期内，管子导通时间大于半周而小于全周。
丙类功率放大电路：它的特征是管子导通时间小于半个周期。
在甲类功率放大电路中，由于在信号全周期内管子均导通，故非线性失真较小，但输出功率和效率均低，因而在低频功率放大器中主要用乙类或甲乙类功率放大电路。
二、功率放大器的特点1．输出功率要足够大如输入信号是某一频率的正弦波，则输出功率表达为o o o U I P =式中o I 、o U 均为有效值。
如用幅值表示，2/m o I I =、2/m o U U =代入上式有mm o U I P 21=式中I m 、U m 均为负载R L 上的正弦信号的电流、电压的幅值。
2．效率要高%100⨯=Eo P Pη 3．非线性失真要小 三、提高输出功率的方法1．提高电源电压输出功率取决于三极管输出电流和输出电压。
提高电源电压可增大输出电压和输出电流。
但要注意。
max ce CEO U BU > max c cm I I > max c cm P P >2．改善器件的散热条件四、提高效率的方法CQCC o I U P 41= CQCC E I U P =E oP P =η=25%1．改变功放管的工作状态将静态工作点Q 下移，这时三极管只在半个信号周期内导通，另半个周期处于截止状态，即导通角180=θ，工作在乙类放大状态。
第9章 功率放大电路
出波形不可避免地产生一定的非线性失真。在实际的功率放大
电路中，应根据负载的要求来规定允许的失真度范围。 4、分析估算采用图解法 由于功放中的晶体管工作在大信号状态，因此分析电路时， 不能用微变等效电路分析方法，可采用图解法对其输出功率和 效率等指标作粗略估算。
第9章 功率放大电路
5、功放中晶体管的保护及散热问题
•按照放大信号的频率，分为低频功放和高频功放。前者用于 放大音频范围（几十赫兹到几十千赫兹）的信号，后者用于放 大射频范围（几百千赫兹到几十兆赫兹）的信号。本课程仅介 绍低频功放。
第9章 功率放大电路
四、提高输出功率的方法
1. 提高电源电压 2. 改善器件的散热条件 普通功率三极管的外壳较小, 散热效果差, 所以允许的耗 散功率低。当加上散热片, 使得器件的热量及时散热后, 则 输出功率可以提高很多。例如低频大功率管3AD6在不加散热片
第9章 功率放大电路
二、变压器耦合功率放大电路
电源提供的功率为PV＝ICQ VCC
，全部消耗在管子上。
RL等效到原边的电阻为
RL (
N1 2 ) RL N2
则可作出交流负载线
第9章 功率放大电路
在理想变压器的情况下，最大输出功率为
I CQ VCC 1 P0 m I CQVCC 2 2 2
即三角形QAB的面积 在输入信号为正弦波时，若集电极电流也为正弦波 直流电源提供的功率不变 电路的最大效率为: Pom / PV =50 ℅
第9章 功率放大电路
实用的变压器功率放大电路
希望输入信号为零时，电源不提供功率，输入信号 愈大，负载获得的功率也愈大，电源提供的功率也 随之增大，从而提高效率。 变压器耦合乙类推挽功率放大电路 无输入信号，二管截止 有输入信号，二管交替 导通 同类型管子在电路中交 替导通的方式称为“推 挽”工作方式。 图9.1.3变压器耦合乙类推挽功率放大电路
低频功率放大器(OTL电路和OCL电路)的电路图和功率计算
Pom
(
1 2
VCC
)2
2RL
VC2C 8RL
在理想条件下，可以推得OCL电路的最大效率也为78.5﹪。
谢谢聆听
1.1 电路构成
OTL 电路原理图
单电源互补对称功率放
大电路，又称无输出变压器 功率放大电路，简称OTL电
路。电路为OTL电原理图。 与OCL电路不同的是，电路
有双电源改为单电源供电， 输出端经大电容CL与负载RL
耦合。
04
1.2 工作原理
1. 静态分析
ui=0时，IB=0，由于两管特性对称， A点的静态电
交越失真（重点现象）
在OCL基本电路中，当输入电压小于三极 管的开启电压时，VT1、VT2均截止，从而出
现如图所示的交越失真现象。一旦音频功率放
大器出现交越失真，会使声音质量明显下降。 为了避免交越失真，在实际使用的OCL电路 中，必须设置合适的静态工作点。
di
er zhang jie
第二章 节
低频功率放大器 （ＯＣＴ电路和 ＯＴＬ电路）
di
yi zhang jie
第一章 节
1.1 电路构成
OCL基本电路结构如图所示。图中VT1、VT2是一对特性对称的NPN管和 PNP管，电路工作在乙类状态。
04
1.2 工作原理
1. 静态分析
ui 0 时，由于电路结构对称，无偏置电压， IB 0，a点的静态电位Ua 0 流过 RL 的静态电流为零。因此，该电路的输出不接输出电容。
位
UA
1 2
VCC，
则CL上充有左正右负的静态电压 U CL
1
1 2
VCC
由于CL容量很大，相当于一个电压为 2 VCC 的直流电
第9章功率放大电路习题解答
第9 章自测题、习题解答自测题9一、功率放大器和电压放大器没有本质区别，但也有其特殊问题，试简述功率放大器的特点。
解：功率放大电路与电压放大电路本质上没有区别，功率放大电路既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的不失真的信号功率，功率放大器的特点： 1. 输出功率要大 2. 转换效率要高 3. 非线性失真要小。
二、分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“V”，凡错者在括号内打“X” 。
（1）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。
（）（2）功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率。
（）（3）功率放大器为了正常工作需要在功率管上装置散热片，功率管的散热片接触面是粗糙些好。
（）（4）当OCL 电路的最大输出功率为1W 时，功放管的集电极最大耗散功率应大于1W。
（）（5）乙类推挽电路只可能存在交越失真，而不可能产生饱和或截止失真。
（）（6）功率放大电路，除要求其输出功率要大外，还要求功率损耗小，电源利用率高。
（）（7）乙类功放和甲类功放电路一样，输入信号愈大，失真愈严重，输入信号小时，不产生失真。
（）（8）在功率放大电路中，电路的输出功率要大和非线性失真要小是对矛盾。
（）（9）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是1）都使输出电压大于输入电压；（）2）都使输出电流大于输入电流；（）3）都使输出功率大于信号源提供的输入功率。
（）（10）功率放大电路与电压放大电路的区别是1）前者比后者电源电压高；（）2）前者比后者电压放大倍数数值大；（）3）前者比后者效率高；（）4）在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电压大；(11) 功率放大电路与电流放大电路的区别是1 )前者比后者电流放大倍数大；()2)前者比后者效率高；()解：⑴X,当输出电压峰值为0.6Vcc时，功放管的管耗最大约为最大输出功率的五分之一。
第09章放大电路基础及分析
168169新授课 ）传感器（麦克风），将声音转换成相应的电压信号。
）放大器，将麦克风输出的微弱电压信号放大到所需要的值。
）再生器（扬声器），将放大后的电信号还原成声音。
）电源，提供放大器工作所需要的直流电压。
．什么是放大电路同时满足以下两个条件的电路：）输出信号的功率大于输入信号的功率。
）输出信号波形与输入信号波形相同（不失真）。
用框图表示：输入端：加入需要放大的信号。
输出端：得到放大的输出信号。
组成：一个放大电路必须含有晶体管（或电子管）这样的器件，同时还包含电阻、电感、变压器等元器件。
．放大器的分类）按放大器的频率高低分⎪⎩⎪⎨⎧高频放大器低频放大器直流放大器）按被放大信号的类型分⎪⎩⎪⎨⎧功率放大器电压放大器电流放大器170（a ）双电源供电；（b ）单电源供电；（c ）是（b ）图的习惯画法（不画出集电极电源）。
各元器件的作用： ① 晶体管V ：工作在放大状态，起电流、电压放大作用。
② 基极偏置电阻b R ：它使电源U E 给晶体管提供一个合适的基极电流B I （又称偏流），保证晶体管工作在合适的状态。
取值范围在几十千欧到几百千欧。
③ 集电极负载电阻c R ：作用是把晶体管的电流放大转换为电压放大。
它的取值范围一般在几千到几十千欧。
④ 耦合电容1C 和2C ：起隔直流通交流的作用。
交流信号从1C 输入经过放大从2C 输出，同时1C 把晶体管的输入端与信号源之间，2C 把输出端和负载之间的直流通路隔断。
一般选用电解电容，使用时注意极性的区分。
⑤ 集电极电源U E ：作用一是给晶体管一个合适的工作状态（保证发射结正偏，集电结反偏），二是为放大电路提供能源。
2．静态工作点的建立171这时晶体管的直流电压：CE BE U U 、和对应的直流电流B I 、C I 统称为静态工作点CEQ Q BE U U 、、BQ I 、CQ I 。
如上图（b ）所示是放大电路的直流通路，由于耦合电容的作用，直流只在直流通路内流动，所以将耦合电容1C 、2C 看作断路的部分去掉，剩下的即为直流通路。
第九章 功率放大电路
时, 允许的最大功耗 Pcm 仅为1W,加了120mm×120 mm×4 mm的
散热片后, 其Pcm可达到10 W。 在实际功率放大电路中,为了 提高输出信号功率, 在功放管一般加有散热片。
第9章 功率放大电路
9.1.4 提高效率的方法
第9章 功率放大电路
9.2 互补对称功率放大电路
9.2.1 双电源互补对称电路 (OCL电路)
第9章 功率放大电路
第9章 功率放大电路
9.1 功率放大电路概述 9.2 互补对称功率放大电路 9.3 集成功率放大器
第9章 功率放大电路
9.1 低频功率放大电路概述
实际的放大电路中，输出信号要驱动一定的负载装置，如收音机中扬声器的音圈、 电动机控制绕组、计算机监视器或电视机的扫描偏转线圈等。所以，实际的多级放大 电路除了应有电压放大级外，还要求有一个能输出一定信号功率的输出级，这类主要 用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。
第9章 功率放大电路
2. 效率要高 放大电路输出给负载的功率是由直流电源提供的。在输出 功率比较大时，效率问题尤为突出。如果功率放大电路的效 率不高，不仅造成能量的浪费，而且消耗在电路内部的电能 将转换为热量，使管子、元件等温度升高而损毁。为定量反
映放大电路效率的高低，定义放大电路的效率为 η,
Po 100% PE
9.1.1 分类
•按晶体管导通时间不同，可分为甲类、乙类、甲乙类等
iC O O O iB iB iC iC iC iC iC
t
O O
iB O iB
t
O O
iB O iB
t
t t
(a) 甲类 (b) 乙类
图 9 – 1 甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作状态示意图
低频功率放大电路的制作
1.电路组成
1.1 低频功率放大器的组成及原理
2. 工作原理
偏置电阻 前置放大 管
自 举 电 容
偏 置 电 阻
推 挽 功 放
1.2 低频功率放大器的制作过程
1.生成PCB图
1.2 低频功率放大器的制作过程
2. 元器件准备
表1-1 互补对称式OTL功放电路元件选择表
名称 电阻 电阻 电阻 代号 R1 R2 R3 参数值 47KΩ 3.9 KΩ 2.7 KΩ
电阻
电阻 电阻 电阻
R4
R5 R6 R7
6.2 Ω
100 Ω 150Ω 680Ω
6.1.2 低频功率放大器的制作过程
2. 元器件准备
表6-1-1 互补对称式OTL功放电路元件选择表
名称 电阻
电阻 电阻 电阻 带开关电位器 电解电容器
代号 R8
R9 R10 R11 RP C1、C2、C5
参数值 51Ω
13KΩ 5.1KΩ 2KΩ 4.7KΩ 10μF/16V×3
1.2 低频功率放大器的制作过程
2. 元器件准备
表1-1 互补对称式OTL功放电路元件选择表
名称 电解电容器 元片电容器 代号 C3 C4 参数值 33μF/16V 0.01μF
手工制作 雕刻法 蚀刻法
下料 蚀刻法 八 步
冲定位点
钻孔
连线
同 雕 刻 法
1.2 低频功率放大器的制作过程
3. 电路印制板的制作———
手工制作 雕刻法 蚀刻法
蚀 蚀刻法 八 步 去
刻 膜
用三氯化铁 泡 擦
涂助焊剂
同雕刻法
1.2 低频功率放大器的制作过程
3. 电路印制板的制作———
完整word版低频功率放大电路
第9章低频功率放大电路本章要点功放的特点与分类OCL 电路原理与特性分析 OTL 电路原理与调试方法 BTL 电路组成与原理VMOS 功放的特点与应用本章难点OCL 电路性能指标分析OTL 电路调试方法无论分立元件放大器还是集成放大器，其末级都要接实际负载。
一般负载上的信号的 电流和电压多要求较大，即负载要求放大器输出较大的功率以便推动如扬声器、电动机之 类的功率负载，故称之为功率放大器，简称功放。
功率放大电路的主要任务是：放大信号 功率。
功率放大电路按放大信号频率，可分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。
前者 用于放大音频范围（几十赫兹到几千赫兹）的信号，后者用于放大射频范围（几百千赫兹到几 十兆赫兹）的信号。
本章仅介绍低频功率放大电路。
9.1 功率放大电路概述9.1.1 功率放大电路的特点功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率，故功率放大器应具有以下几个 主要特点。
1. 输出功率要足够大为获得足够大的输出功率，功放管的电压和电流变化范围应很大。
如输入信号是某一 频率的正弦信号，则输出功率的表达式为P o = l o U o改用振幅值表示，公式 9-1又为 1P o = — l om U om22. 效率要高 功率放大器实质上是一个能量转换器，它是将电源供给的直流能量转换成交流信号的 能量输送给负载，因此，要求转换效率高。
(9-1)(9-2)194 模拟电子技术=邑(9-3)PDC式中，P o为信号输出功率，P DC是直流电源向电路提供的功率。
在直流电源提供相同直流功率的条件下，输出信号功率愈大，电路的效率愈高。
3.非线性失真要小功率放大器是在大信号状态下工作，电压、电流摆动幅度很大，而且由于三极管是非线性器件，在大信号工作状态下，器件本身的非线性问题十分突出，因此，输出信号不可避免地会产生一定的非线性失真。
在实际应用中，要采取措施减少失真，使之满足负载要求。
4.图解法进行估算由于功放工作在大信号状态，实际上已不属于线性电路的范围，故不能用小信号微变电路的分析方法，通常采用图解法对其输出功率、效率等指标作粗略估算。
低频功率放大电路
124 第6章 低频功率放大电路在实际的放大电路中，无论是分立元件放大器还是集成放大器，其末级都要求输出较大的功率以便驱动如音响放大器中的扬声器、电视机的显像管和计算机监视器等功率型负载。
能够为负载提供足够大功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。
功率放大电路按构成放大电路器件的不同可分为分立元件功率放大电路和集成功率放大电路。
由分立元件构成的功率放大电路，电路所用元器件较多，对元器件的精度要求也较高。
输出功率可以做得比较高。
采用单片的集成功率放大电路，主要优点是电路简单，设计生产比较方便，但是其耐电压和耐电流能力较弱，输出功率偏小。
功率放大电路按放大信号的频率，可分为高频功率放大电路和低频功率放大电路。
前者用于放大射频范围（几百千赫兹到几十兆赫兹）的信号，后者用于放大音频范围（几十赫兹到几十千赫兹）的信号。
本章主要讨论的是低频功率放大电路。
6.1 功率放大器的一般问题6.1.1功率放大器的特点及主要指标从能量控制和转换的角度来看，功率放大电路和一般的放大电路没有本质的区别。
但功率放大电路上既有较大的输出电压，同时也有较大的输出电流，其负载阻抗一般相对较小，输出功率要求尽可能大。
因此从功率放大电路的组成和分析方法，到电路元器件的选择，都与前几章所讨论的小信号放大电路有很大的区别。
低频功率放大器的主要指标有以下几项：1．提供尽可能高的输出功率P o功率放大器的主要要求之一就是输出功率要大。
为了获得较大的输出功率，要求功率放大管（简称功放管）既要输出足够大的电压，同时也要输出足够大的电流，因此管子往往在接近极限运用状态下工作。
所谓最大输出功率，是指在输入正弦信号时，输出波形不超过规定的非线性失真指标时，放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的成积，即：om om om omo o o 2122I U I U I U P ⨯=⨯==2．提供尽可能高的功率转换效率功率放大器实质上是一个能量转换器，它将直流电源提供的功率转换成交流信号的能量提供给负载，但同时还有一部分功率消耗在功率管上并产生热量。
《低频功率放大器》PPT课件
第二十三页，共47页。
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电路又有“电压跟随器”之称 ；
（3）电流增益高，输入回路中的电流iB<<输出回路中的电流iE和iC ； （4）有功率放大作用； （5）适用于作功率放大和阻抗匹配电路。
第十六页，共47页。
6.4共基极放大(fàngdà)电路
第十七页，共47页。
元器件
元器件
电阻(diànzǔ)： 容电
晶体(jīngtǐ)三极管
第六项 低频 功率放大 (dīpín)
6.1 基本放大(fàngdà)电路
6.2 共发极放大电路的结构、特点、用途。 6.3 共集电极放大(射极输出器)电路 的结构、特点、用 途。
6.4 差分放大电路。 6.5 互补对称功率放大电路。
第一页，共47页。
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第九章低频功率放大电路
一个实用的放大器通常含有三个部分：输入级、中间级及输出级，其任务各不相同。
一般地说，输入级与信号源相连，因此，要求输入级的输入电阻大，噪声低，共模抑制能力强，阻抗匹配等；中间级主要完成电压放大任务，以输出足够大的电压；输出级主要要求向负载提供足够大的功率，以便推动如扬声器、电动机之类的功率负载。
功率放大电路的主要任务是：放大信号功率。
9.1 低频功率放大电路概述
9.1.1 分类
功率放大电路按放大信号的频率，可分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。
前者用于放大音频范围（几十赫兹到几十千赫兹）的信号，后者用于放大射频范围（几百千赫兹到几十兆赫兹）的信号。
功率放大电路按其晶体管导通时间的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等四种。
乙类功率放大电路的特征是在输入信号的整个周期内，晶体管仅在半个周期内导通，有电流通过；甲乙类功率放大电路的特征是在输入信号周期内，管子导通时间大于半周而小于全周；丙类功率放大电路的特征是管子导通时间小于半个周期。
9.1.2 功率放大器的特点
功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率，故功率放大器应具有以下三个主要特点：
1.输出功率要足够大
功率放大电路的任务是推动负载，因此功率放大电路的重要指标是输出功率，而不是电压放大倍数。
2.效率要高
效率定义为：输出信号功率与直流电源供给频率之比。
放大电路的实质就是能量转换电路，因此它就存在着转换效率。
3.非线形失真要小
功率放大电路工作在大信号的情况时，非线性失真时必须考虑的问题。
因此，功率放大电路不能用小信号的等效电路进行分析，而只能用图解法进行分析。
9.1.3 提高输出功率的办法
1.提高电源电压
选用耐压高、容许工作电流和耗散功率大的器件。
2.改善器件的散热条件
直流电源提供的功率，有相当多的部分消耗在放大器件上，使器件的温度升高，如果器件的热量及时散热后，则输出功率可以提高很多。
9.1.4 提高效率的方法
1.改变功放管的工作状态
在乙类功率放大电路中，功放管静态电流几乎为零，因此直流电源功率为零。
当输入信号逐渐加大时，电源提供的直流功率也逐渐增加，输出信号功率随之增大，所以乙类功率放大效率比甲类的要高。
2.选择最佳负载
功放三极管若工作在乙类放大状态下，当负载改变时，交流负载线的斜率也会改变，故输出功率也改变。
存在最佳负载R使效率提高。
9.2 互补对称功率放大电路
单管甲类功率放大电路虽然简单，只需要一个功率管便可工作。
由于它的效率低，而且为了实现阻抗匹配，需要用变压器，而变压器具有体积大、重量重、频率特性差、耗费金属材料、加工制造麻烦等缺点，因而，目前一般不采用单管功率放大电路，而采用互补对称功率放大电路。
9.2.1 双电源互补对称电路（OCL电路）
1.电路组成和工作原理
它的电路图如下图所示：图中的三级管分别为：NPN管和PNP管。
它在工作时要保持很好的对称性，并且正负电源对称，它们均工作在乙类。
2.指标计算
最大输出功率Po ：
注：如果是单电源功率放大电路，则：
3.存在问题
（1）交越失真。
我们在分析时，是把三级管的门限电压看作为零，但实际中，门限电压不能为零，且电压和电流的关系不是线性的，在输入电压较低时，输出电压存在着死区，此段输出电压与输入电压不存在线性关系，产生失真。
这种失真出现在通过零值处，因此它被称为交越失真。
克服交越失真的措施是：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。
而当静态时，虽然每一个晶体管处于微导通状态，由于电路对称，而两管静态电流相等，流过负载电流为零，从而消除了交越失真。
（2）用复合管组成互补对称电路。
功率放大电路的输出电流均很大，而一般功率管的放大系数均不大。
而复合管不仅解决了大功率管β低的困难，而且也解决了大功率管难以实现互补对称的困难，故在功率放大电路中广泛采用了复合管。
9.2.2单电源互补对称电路（OTL电路）
双电源互补对称电路需要两个正负独立电源，因此有时很不方便。
当仅有一路电源时，则可采用单电源互补对称电路。
它有时又被称为无输出变压器电路，OTL电路（Output Transformer Less）。