对功率放大电路的基本要求要点
数电——第2章放大电路基础学习要点
二、分压式偏置放大电路
(2) 动态分析 分压式偏置放大电路的微变 等效电路如图所示。 等效电路如图所示。 RS 电压放大倍数： 电压放大倍数： us + • RB1 RC
C1 + + C2
＋VCC T RB2
+
+
RL
uo
－
Au =
Uo
•
=−
β ( RL // RC )
rbe
RE
CE
－ (a) 放大电路
2.1.3 放大电路的直流通路和交流通路
1.直流通路 直流电源作用下直流电流流经的路径 1.直流通路—直流电源作用下直流电流流经的路径。 直流通路 直流电源作用下直流电流流经的路径。 电容视为开路； 视为开路 ① 电容视为开路； 电感视为短路； ② 电感视为短路； ③ 交流信号源视为短路（保留内阻）。 交流信号源视为短路（保留内阻）。 视为短路 2.交流通路 输入信号作用下交流信号流经的路径 2.交流通路—输入信号作用下交流信号流经的路径。 交流通路 输入信号作用下交流信号流经的路径。 大容量电容视为短路 电容视为短路； ① 大容量电容视为短路； 直流电压源视为短路。 视为短路 ② 直流电压源视为短路。 （P47 图2.4）
二、分压式偏置放大电路
分压式偏置放大电路， 自动调节 不随温度变化， 分压式偏置放大电路，能自动调节IC不随温度变化， 克服了固定偏置放大电路受温度影响的缺点。 克服了固定偏置放大电路受温度影响的缺点。 ＋V ＋VCC RB1 RC
C1 + + C2
CC
RB1
+
I1 RC IB I2
IC UCE
ri
注意射极电阻折算到基级: 注意射极电阻折算到基级 ×(1+β)
功率放大电路的四个基本要求
功率放大电路的四个基本要求功率放大电路是现代电子设备中常见的一种电路。
它起到了将输入信号的能量放大的作用，使得输出信号能够驱动负载并实现所需的功率输出。
为了保证功率放大电路的性能和稳定性，有几个基本要求需要满足。
第一个基本要求是稳定性。
功率放大电路在工作过程中需要保持稳定的工作状态，不能出现不稳定的现象。
稳定性问题可能会导致电路无法正常工作，甚至损坏电路元件。
为了保证稳定性，可以采取一些措施，比如在电路中加入负反馈，调整电路的增益和频率响应等。
第二个基本要求是高效率。
功率放大电路需要将输入信号的能量尽可能地转化为输出信号的能量，以实现高效率的功率放大。
低效率的功率放大电路会导致能量的浪费，降低整个电路的效能。
为了提高效率，可以选择高效率的功率放大器器件，优化电路的工作状态，减小功率损耗等。
第三个基本要求是低失真。
功率放大电路在放大输入信号的同时，还要尽可能地保持信号的原始特性，避免失真的产生。
失真会导致输出信号与输入信号存在差异，影响信号的质量和准确性。
为了降低失真，可以采用高线性度的功率放大器器件，优化电路的工作状态，减小非线性失真等。
第四个基本要求是抗干扰性。
功率放大电路在实际应用中可能会受到各种干扰的影响，比如来自电源的噪声、电磁干扰等。
这些干扰信号会被放大并传递到输出信号中，影响电路的性能和稳定性。
为了提高抗干扰性，可以采用抗干扰设计的功率放大器器件，优化电路的布局和接地方式，提高电路的屏蔽性能等。
功率放大电路的四个基本要求是稳定性、高效率、低失真和抗干扰性。
这些要求是保证功率放大电路正常工作和提高电路性能的关键因素。
在设计和应用功率放大电路时，需要充分考虑这些要求，选择合适的器件和设计方案，以实现优秀的功率放大效果。
同时，也需要不断进行测试和调整，以确保电路的稳定性和性能达到预期的要求。
第三章四互补对称功率放大电路
一个信号 状态 周期内导
通时间
工作特点
整个周 失真小，静态电流
甲类 期内导 大，管耗大，效率
通
低。
半个周 失真大，静态电流
乙类 期内导 为零 ，管耗小，
通
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。
图示
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
U(BR)CEO＞2VCC=2×24V=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
Icmm，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ICM满足ICM＞Icmm=VCC/RL=3A。
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
1、乙类互补对称功放的交越失真
2
4.7 / /5.1 2.2
111
Au2 (dB) 20 lg111 41(dB)
RL1 R3 / / Ri2 5.1/ /1.7 1.3k
总的电压增益： Au=Au1·Au2=(-9.6) ×(-111)=1066 A(dB)=Au1(dB)+Au2(dB)=19.6+41=60.6(dB)
（三）甲乙类单电源互补对称放大电路 OTL电路： 1.电路组成
2.工作原理
当 ui > 0 时：V2 导通，C 放电，V2 的等效电源电压 0.5VCC。 当 ui < 0 时：V1导通，C 充电，V1 的等效电源电压 + 0.5VCC。 注意： 应用 OCL 电路有关公式时，要用 VCC / 2 取代 VCC 。
功率放大器的基本知识
功率放大器的基本知识一般视听电路中的功率放大（简称功放）电路是在电压放大器之后，把低频信号再进一步放大，以得到较大的输出功率，最终用来推动扬声器放音或在电视机中提供偏转电流。
一、功率放大电流的特点对功放电路的了解或评价，主要从输出功率、效率和失真这三方面考虑。
1、为得到需要的输出功率，电路须选集电极功耗足够大的三极管，功放管的工作电流和集电极电压也较高。
电路设计使用中首先要考虑怎样充分地发挥三极管功能而又不损坏三极管。
由于电路中功放管工作状态常接近极限值，所以功放电流调整和使用时要小心，不宜超限使用。
2、从能耗方面考虑，功放输出的功率最终是由电源提供的，例如收音机中功放耗电要占整机的2/3，因此要十分注意提高电路效率，即输出功率与耗电功率的比值。
3、功放电路的输入信号已经几级放大，有足够强度，这会使功放管工作点大幅度移动，所以要求功放电路有较大的动态范围。
功放管的工作点选择不当，输出会有严重失真。
二、常用功率放大电路的原理单只三极管输出的功放电路输出小、效率低，日用电器中已很少见。
目前常采用的是推挽电路形式。
图1是用耦合变压器的推挽电路原理图。
它的特点是三极管静态工作电流接近于零，放大器耗电及少。
有信输入时，电路工作电流虽大，但大部分功率都输出到负载上，本身损耗却不大，所以电源利用率较高。
这个电路中每只三极管只在信号的半个周期内导通工作，为避免失真，所以采用两只三极管协调工作的方式。
图中输入变压器B1的次级有一个接地的中心抽头。
在音频信号输入时，B1次级两个大小相等、极性相反的信号分别送到BG1和BG2的发射结。
在输入信号的正半周时间里，BG1管因加的是反向偏压而截止，只有BG2能将信号放大，从集电极输出；而在信号负半周，BG1得到正高偏压，能将这半个周期的信号放大输出，而BG2却截止。
电路中的两只三极管虽然各自放大了信号的半个同期，但它们的输出电流是分先后通过输出变压器B2的，所以在B2的次级得到的感应电流又能全成一个完整的输出信号。
功率放大电路
第5章功率放大电路5.1 教学基本要求教学基本要求主要知识点熟练掌握正确理解一般了解低频功率放大电路的特点、分类、效率和失真问题√√乙类互补推挽功率放大电路的工作原理及主要性能指标计算甲乙类互补推挽功放电路工作原理√互补推挽功率放大电路单电源功率放大电路工作原理√低频功放的能量和效率√功率器件与散热几种功率器件的特点、功率器件的散热√集成功率放大器√5.2 重点和难点一、重点1．理解甲类、乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率与静态工作点设置的关系。
2．乙类功放的工作原理和功率参数计算方法。
二、难点1．正确理解乙类和甲乙类低频功率放大器中放大管的电流流通角、波形失真及其解决方法。
2．乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率计算以及提高效率。
5.3 知识要点甲类功放及特点乙类功放及特点1．低频功率放大器甲乙类功放及特点主要技术要求乙类互补对称功率放大器交越失真及其解决办法2．互补对称功率放大器甲乙类互补对称功率放大器单电源互补对称功率放大器BTL功率放大器本课程中对低频功率放大器的讨论和分析的思路为：先讨论功率放大器的特殊问题甲类功放电路的组成、原理及其优缺点提高效率的途径乙类互补功放电路的组成、原理及其优缺点，功率计算(输出信号交越失真)为了克服交越失真甲乙类低频功放的组成、原理及其优缺点需要解决交流输出信号正负半周不对称问题采用自举电路。
然后介绍集成功放以及BTL功放电路等。
5.4 主要内容5.4.1 功率放大电路的特殊问题5.4.1.1 功率放大电路的特点和要求1．在不失真的前提下尽可能地输出较大功率由于功率放大电路在多级放大电路的输出级，信号幅度较大，功率放大管往往工作在极限状态。
功率放大器的主要任务是为额定负载LR提供不失真的输出功率，同时需要考虑功率放大管的失真、功率放大管的安全(即极限参数CMP、CMI、CEO(BR)U)和散热等问题。
2．具有较高的效率由于功率放大电路输出功率较大，所以，效率问题是功率放大电路的主要要问题。
otl功率放大电路
otl功率放大电路OTL功率放大电路摘要：OTL功率放大电路（Output Transformerless Power Amplifier）是一种常用于音频放大器设计中的电路。
与传统的功率放大电路相比，OTL功率放大电路不需要使用输出变压器，因此具有结构简单、成本低廉等优点。
本文将介绍OTL功率放大电路的基本原理、电路结构与应用特点，并对其性能进行评估。
1. 引言OTL功率放大电路是一种在音频放大器设计中常用的电路，其主要特点是不需要使用输出变压器，因此具有结构简单、成本低廉等优点。
在音响设备、电视、收音机等领域广泛应用。
本文将详细介绍OTL功率放大电路的原理和设计要点。
2. OTL功率放大电路的原理OTL功率放大电路的基本原理是利用晶体管的功率放大特性，将音频信号放大到足够大的电压和电流，以驱动扬声器工作。
传统的功率放大电路通常使用输出变压器实现电压与电流的升压与降压变换，而OTL功率放大电路则使用晶体管的特性直接进行功率放大。
这样的设计不仅简化了电路结构，而且提高了效率和稳定性。
3. OTL功率放大电路的电路结构OTL功率放大电路的典型电路结构包括输入级、放大级和输出级。
输入级用来将输入电源转化为准备放大的信号；放大级用来放大信号到足够大的电压和电流；输出级将放大后的信号输出到扬声器。
其中，放大级是OTL功率放大电路的核心，其设计和选用的晶体管对性能有很大影响。
常见的OTL功率放大电路有单端式和双端式两种。
单端式OTL功率放大电路使用单个晶体管进行放大，结构简单，适合于小功率放大；双端式OTL功率放大电路使用两个晶体管相互驱动，能够提供较大的功率输出。
4. OTL功率放大电路的设计要点在设计OTL功率放大电路时，需要注意以下几个要点：4.1 晶体管的选用：晶体管是OTL功率放大电路的核心元件，其性能对电路的稳定性和放大效果有重要影响。
选用时应考虑参数包括工作频率、功率承受能力、线性度等。
4.2 回路设计：合适的回路设计可以提高OTL功率放大电路的稳定性和音质。
对功率放大电路的基本要求要点
R3 ui
由图可见，互补对称放大电
+UCC 路实际上是由两组射级输出 器组成的。所以，它还具有
T1
输入电阻高、输出电阻低的 特点。
D1 A + CL
D2
u0
T RL
R2
2
2、无输出电容（OCL）的互补对称放大电路
+UCC
R3
T1
ui
R1
D1 A
D2
RL
u0
T 2
R2
–UCC
复合管
ic=ic1+ic2= 1ib1+ 2ib2= 1ib1+ 2ie1 = 1ib1+ 2(1+ 1) ib1= (1+ 2 + 12 ) ib1 12 ib1
IC
iC
Q
O
UCE O
甲乙类工作状态
晶体管导通的时间大于 半个周期，静态IC 0，
t 一般功放常采用。
15.8.2 互补对称放大电路
互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本 形式。当它通过容量较大的电容与负载耦合时，由 于省去了变压器而被称为无输出变压器(Output Transformerless)电路，简称OTL电路。若互补对 称电路直接与负载相连，输出电容也省去，就成为 无输出电容(Output Capacitorless)电路，简称 OCL电路。
uC
UCC 2
,
IC1 0， IC2 0
(3)动态时
设输入端在静态UCC/2基础上加入正弦信号。
输入交流信号ui的正半周
T1导通、T2截止； 同时给电容充电
T1 ic1 A + uo -
uo
输入交流信号ui的负半周 +
超高频功率放大电路
超高频功率放大电路超高频功率放大电路是一种用于放大高频信号的电路。
在无线通信、雷达、卫星通信等领域，超高频功率放大电路起着至关重要的作用。
本文将介绍超高频功率放大电路的基本原理、设计要点以及应用场景。
超高频功率放大电路的基本原理是将输入的高频信号经过放大电路放大后输出，以增强信号的功率。
在超高频范围内，电路的频率响应、稳定性和线性度等方面的要求都非常高。
因此，设计超高频功率放大电路需要考虑以下几个关键要点。
超高频功率放大电路的频率响应要满足要求。
频率响应是指电路在不同频率下的增益特性。
在超高频范围内，电路的频率响应应尽可能平坦，以保证信号在不同频率下得到相同的放大倍数。
为了实现平坦的频率响应，可以采用带通滤波器、补偿电路等技术手段。
超高频功率放大电路的稳定性要得到保证。
稳定性是指电路在不同工作条件下输出功率的稳定性。
超高频功率放大电路容易受到温度、供电电压等因素的影响，因此需要采取一些稳定性增强的措施。
例如，可以在电路中加入负反馈电路、稳压电路等。
超高频功率放大电路的线性度要达到要求。
线性度是指电路在输入信号较大时输出信号与输入信号之间的线性关系。
在超高频范围内，线性度对于信号的准确传输至关重要。
为了提高线性度，可以采用线性化技术，如预失真技术、反馈技术等。
超高频功率放大电路在实际应用中具有广泛的应用场景。
例如，在无线通信系统中，超高频功率放大电路用于增强发射信号的功率，以扩大通信距离和提高通信质量。
在雷达系统中，超高频功率放大电路用于放大雷达回波信号，以便更好地探测目标。
在卫星通信系统中，超高频功率放大电路用于放大卫星上行信号，以增强信号的传输能力。
超高频功率放大电路是一种用于放大高频信号的电路，具有重要的应用价值。
设计超高频功率放大电路需要考虑频率响应、稳定性、线性度等要点，并在实际应用中能够发挥其优势。
通过不断的研究和创新，超高频功率放大电路将在无线通信、雷达、卫星通信等领域继续发挥重要的作用。
功率放大电路
8.4.4 功率管旳保护
为确保功率管旳正常运营，要附加某些保护 电路，涉及安全区保护、过流保护、过热保护等 等。例如，在VMOS旳栅极加限流、限压电阻和 反接二极管，在感性负载上并联电容和二极管， 以限制过压或过流。又如，在功率管旳c、e间并 联稳压二极管，以吸收瞬时过压等等。
本章学习旳基本点和要掌握旳要点内容
0
t0
0
用于互补对称旳功放 t
Q
uCE uCE
（3） 甲乙类工作状态
半个周期＜管子导通时间＜一种周期，静电在交流负载 线中点下列横轴之上。
特点：
iC
iC
IC小 效率高
失真小 用途：
0
t0
0
OCL互补对称旳功放 t
Q
uCE uCE
8.2 乙类双电源互补对称功率放大电路 电路构成
由一对NPN、PNP特征相同 旳互补三极管构成，采用正、 负双电源供电。这种电路也称 为OCL互补对称功率放大电路。
这里有两个问题还需加以阐明：一是散热与最 大功耗旳关系，二是有关二次击穿和安全工作区。
一、散热与最大功耗PCM旳关系 电源供给旳功率，一部分转换为负载旳有用
功率，另一部分则消耗在功率管旳集电结，变为 热能而使管芯旳结温上升。假如晶体管管芯旳温 度超出管芯材料旳最大允许结温TjM(锗管TjM约为 75℃~100℃,硅管TjM约为150℃~200℃)，则晶体管 将永久损坏。我们把这个界线称为晶体管旳最大 允许功耗PCM。
第8章 功率放大电路
在工程上要驱动负载，不但要求有较大旳电压输出，
同步还要求有较大旳电流输出，所以放大电路旳末级常是 功率放大电路。
信号源
传感器
非电量
电压放大
功率放大
第5章 功率放大电路
⒉ 电路计算
按乙类互补对称功放电路，但必须用VCC /2代替各 式中的VCC。
⒊ 调试方法
中点电压UA可调R1，功放管电流可调R4，但两者 互有牵连，反复调节2～3次，可满足要求。
5.2.3 OCL电路
双电源无输出电容互补对称电路。
⒈ 电路分析
⑴ V1V3、V2V4组成复合功放管； ⑵ R10R11V5组成恒压源， 提供功放管静态偏置； ⑶ V7V8组成差动输入级， 调节R6能调节中点电压； ⑷ V6管是驱动管； ⑸ R13C5组成自举电路； ⑹ R2C3R3组成电压串联(交流)负 反馈网络，调节R3可调节整个功
处在甲乙类状态下工作的三极管，
V1
其静态工作点的正向偏置电压很 小，两个管子在静态时处在微导 通的状态，当输入信号输入时，
V2
管子即进入放大区对输入信号进 行放大。处在甲乙类状态下工作 的互补功放电路如图所示。
图中的电阻R1和R2，二极管D1和D2分别组成三极管T1和T2的偏置电 路，用来消除交越失真。
因乙类放大器只在信号的半个周期内有功率输出，所以，该放大器有信号输 出 时，电源消耗的功率PE为电源电压和半波电流 即 的平均值的乘积，
由此可得，在理想的情况下，乙类放大器的能量转换效率η为
(3) 甲乙类工作状态
乙类放大器将静态工作点取在如图9-1-2所示的IC为零的Q点上，工作在这种 状态下的放大器虽然效率比较高，但在信号交接的时候会产生交越失真。为了消 除交越失真，将静态工作点的值取在如图9-1-3所示的Q点，具有这种工作点特性 的放大器称为甲乙类工作状态。
●
●
●
●
●
●
●
●
●
5.1 功率放大电路的基本概念
功率放大电路的四个基本要求
功率放大电路是用于放大输入信号的电路，以提供较大的输出功率。
为了确保功率放大电路的正常运行和性能优良，通常有以下四个基本要求：
1.高增益：功率放大电路应该具有高增益，即输入信号经过放大后，输出功率应该显著增加。
高增益可以保证输入信号得到有效放大，并且减小信号的失真程度。
2.高效率：功率放大电路应该具有高效率，即输出功率应该尽可能接近输入功率的比例。
高效率可以减少电路能量的浪费，并减小电路的热量产生，从而提高功率放大电路的可靠性。
3.宽频响特性：功率放大电路应该具有宽带宽和平坦的频率响应特性，以便能够放大不同频率范围内的信号。
宽频响特性可以确保功率放大电路在不同频率下都能提供稳定的放大功能。
4.低失真：功率放大电路应该具有低失真特性，即输出信号应该与输入信号保持尽可能的准确性。
失真会引起信号畸变和噪声的产生，影响电路的性能和输出信号的质量。
因此，低失真是功率放大电路的重要要求之一。
不同的功率放大电路可能有其他特定的要求，例如对输出阻抗、稳定
性和保护电路等方面的要求，这些要求可以根据具体的应用和设计目标进行进一步考虑和优化。
功率放大器的设计要点与高频特性分析
功率放大器的设计要点与高频特性分析功率放大器是电子电路中常见的一种电子器件，用于将输入信号的功率放大到所需的输出功率。
在电子设备中，功率放大器的设计非常重要，因为它直接影响到设备的性能和效果。
本文将介绍功率放大器的设计要点，并对其高频特性进行分析。
一、功率放大器的设计要点1. 选择合适的功率管型号：在功率放大器的设计过程中，首先需要选择合适的功率管型号。
不同的功率管具有不同的工作特性和参数，如最大功率、频率响应、失真等。
设计者需要根据实际需求，选择适合的功率管型号。
2. 确定工作状态：在设计功率放大器时，需要确定工作状态。
功率放大器可以在不同的工作状态下工作，如A类、B类、AB类等。
每个工作状态都有其优缺点，需要根据实际需求和性能要求，选择合适的工作状态。
3. 确定电源电压：功率放大器的电源电压对输出功率和效果有着重要影响。
设计者需要根据实际需求和功率管的参数，合理选择电源电压，以确保功率放大器能够工作在最佳状态。
4. 确定输入输出阻抗：在功率放大器的设计中，输入输出阻抗的匹配是非常重要的。
匹配不良会导致信号反射和功率损失，影响功率放大器的效果。
设计者需要通过合适的匹配电路，确保输入输出阻抗的匹配。
二、功率放大器的高频特性分析功率放大器的高频特性分析是设计中的重要环节。
以下是几个常见的高频特性分析内容：1. 频率响应：功率放大器在不同频率下的增益和相位变化是需要关注的。
设计者需要通过测试或仿真，得到功率放大器在不同频率下的频率响应曲线，以评估其性能。
2. 频率稳定性：功率放大器的频率稳定性是指在不同工作频率下，输出功率和输出频率的稳定性。
设计者需要通过合适的电路设计和参数选择，确保功率放大器在工作频率范围内能够保持稳定的输出。
3. 带宽：功率放大器的带宽是指其能够放大信号的频率范围。
设计者需要根据实际需求和性能要求，选择合适的功率管和设计参数，以实现所需的带宽。
4. 谐波失真：功率放大器在放大信号时会产生谐波失真。
功率放大电路的四个基本要求
功率放大电路的四个基本要求功率放大电路是电子设备中常见的一种电路，它的作用是将输入信号的功率放大到一定的水平，以便驱动输出负载或扩大信号幅度。
功率放大电路的设计需要满足四个基本要求，分别是高增益、低失真、高效率和稳定性。
高增益是功率放大电路的基本要求之一。
增益是指输出信号与输入信号的幅度比值。
高增益可以使输入信号的幅度得到有效放大，从而实现信号的扩大和增强。
在功率放大电路中，常用的放大器有晶体管放大器、运放放大器等。
这些放大器具有较高的放大倍数和增益，能够将微弱的输入信号放大到较大的幅度。
低失真也是功率放大电路的重要要求之一。
失真是指输出信号与输入信号之间的差异或扭曲。
在功率放大过程中，电路元件和信号传输过程都会引入一定的失真，如非线性失真、交叉失真等。
为了尽量减小失真，需要选择合适的电路元件和设计合理的电路结构，以保持信号的准确性和完整性。
第三，高效率是功率放大电路的要求之一。
电路的效率是指输出功率与输入功率之间的比值。
在功率放大过程中，电路会消耗一定的功率，而输出功率则用于驱动负载或扩大信号幅度。
高效率的功率放大电路能够将输入功率有效地转化为输出功率，减少能量的损耗和浪费。
稳定性是功率放大电路的关键要求之一。
稳定性是指电路在工作过程中对外部干扰和变化的适应能力。
功率放大电路常常需要在不同的工作条件下保持稳定的性能和输出特性。
为了实现稳定性，需要采取一些措施，如添加负反馈、使用稳定的元件和控制工作温度等。
功率放大电路的设计要满足高增益、低失真、高效率和稳定性四个基本要求。
只有在满足这些要求的前提下，功率放大电路才能正常工作，实现信号的放大和扩大。
在实际应用中，设计者还需要根据具体的需求和场景，结合电路的特性和限制，进行合理的选型和参数设置，以实现最佳的功率放大效果。
功率放大电路解析
OCL 互补对称电路
V CC
RL
由图可知： Ucem = VCC - UCES
一、输出功率 OCL 互补对称电路
数值较大不可忽 略
UomVCC2UCES
Pom
(VCCUCES)2 2RL
大功率管的UCES常为2~3V。
二、效率
Pom(VCC2RULCES)2
PV
1 π
πVCCUCESs 0 RL
int
VCCd(t)
2VCC(VCCUCES) 电源电流
π
RL
PomπVC C UC ES 78 .5%
PV 4 VC C
4
OCL 互补对称电路
3. 晶体管的极限参数（三极管的选择）
iCmax
VCC RL
ICM
uCE m
ax 2VCCUCE
O(B
求PCM ——问题：在输出功率最大时，因管压降最小，故管子损耗 不大；输出功率最小时，因集电极电流最小，故管子损耗也不大。
ICM> VCC/（2RL）
b）集电极最大允许反向电压
Icm
VCC
/2UCES RL
c）集电极最大允许耗散功率PCM
U (BR)CEO
U(BR)CEO VCC
PCMPTm, PTm0.2V 2C R C L 20.2Pom
4.3 采用复合管的互补对称式放大电路 前述功放电路中的问题？
4.3.1 复合管 组成原则：1.前级三极管的输出电流与后级三极管的输入电流
三、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. 丙类方式
功率放大电路要点
功率放大电路要点对于功率放大电路设计，需要考虑以下几个要点：1.功率放大器的分类：根据输入输出信号类型、工作频率和功率级别等因素，功率放大器可以分为不同类型。
常见的功率放大器有A类、B类、AB类、D类和E类等，每一种都有不同的优势和应用场景。
2.选取放大器的工作方式：功率放大电路的工作方式决定了其电源效率和失真程度。
各种工作方式之间陷区权衡，需要根据具体应用的要求来选择。
例如，A类功率放大器具有低失真和线性增益特性，但电源效率低；D类功率放大器具有高效率，但在一些特定频率可能引入较高的失真。
3.输入和输出阻抗匹配：输入和输出端口的阻抗匹配是功率放大电路设计中一个重要的要点。
正确匹配可以最大限度地实现功率传输。
对于输入端口，通常需要使用耦合电容和电阻等元件来匹配输入信号源和放大器的阻抗；对于输出端口，需要考虑到负载阻抗与功率放大器输出阻抗之间的匹配。
4.稳定性和抑制振荡：功率放大电路设计时需要考虑到稳定性问题。
设计电路时需要保证负反馈回路稳定，避免产生自激振荡或引起不稳定的干扰，并采取相应的措施来抑制振荡，如增加稳定性补偿网络、减小输入电容、增加电源抗干扰等。
5.散热和功率损耗：功率放大电路在工作时会产生一定的功率损耗，这些损耗会被转化为热能。
因此，合理的散热设计十分重要。
散热系统需要能够有效地将热量传导到环境中，防止电路温度过高引起故障。
6.保护电路设计：对于功率放大器设计，需要考虑到一些保护电路的设计，以防止电路过载、过热等情况。
常见的保护电路有过载保护、过温保护、过电压保护等，可以有效地保护功率放大器和被驱动设备。
7.杂散信号和干扰：功率放大电路往往会引入杂散信号和干扰，如谐波失真、交调失真、噪声等。
设计时需要尽量减小这些杂散信号和干扰，以提高放大电路的性能。
总的来说，功率放大电路设计需要综合考虑信号特性、电源效率、负载特性、稳定性和保护等因素，以满足特定应用的要求。
在实际设计中，还需要根据具体应用场景来选择合适的放大器类型和相应的电路结构，以达到最佳的性能和可靠性。
功率放大电路
第六章功率放大电路多级放大电路(例如集成电路)的输出级通常要带上一定的负载,例如,使扬声器发声,推动电机旋转等,这就要求输出级电路不但要输出大幅度的电压,而且要输出大幅度的电流,即输出足够大的功率.这种向负载提供信号功率的放大电路称为功率放大电路,简称功放。
根据放大信号频率的高低，功放分为低频功放和高频功放，本章只讨论低频功放。
本章先介绍功放的特点、分类和主要性能指标，然后围绕功放的输出功率、效率和非线失真之间矛盾的解决措施，分析几种主要的功放电路，同时介绍了集成功放的应用。
第一节功率放大电路一、对功率放大电路的要求从能量控制的观点来看，功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别，但是功率放大电路和电压放大电路所要完成的任务是不同的。
电压放大电路的主要任务是把微弱的信号电压进行放大；而功率放大电路则不同，它的主要任务是不失真或失真较小地放大信号功率,通常在大倍状态下工作,讨论的主要技术指标是最大不失真输出功率、电源转换效率、功放管的极限参数及电路防止失真的措施。
针对功率放大电路的特点，对功率放大电路有以下几点要求。
1.要有尽可能大的输出功率为了获得足够大的输出功率，要求功放管的电压和电流都允许有足够大的输出幅度，因此功放管往往工作于接近极限状态，在工作时必须考虑功放管的极限参数U(BR)CEO、I CM和P CM。
2.电源转换效率要高任何放大电路的实质都是通过放大管的控制作用，把电源供给的直流功率转换为负载输出的交流功率，这就有一个如何提高能量转换效率的问题。
放大电路的效率是指负载获得的功率P o与电源提供的功率P V之比，用η表示，即η=P0/P V6-1对小信号的电压放大电路来讲，由于输出功率较小，电源提供的直流功率也小，效率问题也就不突出。
但对于功率放大电路来讲，由于输出功率较大，效率问题就显得突出了。
3.非线性失真要小由于功率放电路在大信号下工作，所以不可避免地会发生非线性失真，而且对于同一功率放大管，其输出功率越大，非线性失真往往越严重，这就使输出功率和非线性失真成为一对矛盾。
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静态时T1、T2 两管发射结电压分别为二极管D1、D2 的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态。
动态时，设ui 加入
正弦信号。正半周T2 截止，T1基极电位进 一步提高，进入良好
的导通状态。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。
R1
D1
+ D2 uI - R2
+UCC
T1 C
R3 ui
由图可见，互补对称放大电
+UCC 路实际上是由两组射级输出 器组成的。所以，它还具有
T1
输入电阻高、输出电阻低的 特点。
D1 A + CL
D2
u0
T RL
R2
2
2、无输出电容（OCL）的互补对称放大电路
+UCC
R3
T1
ui
R1
D1 A
D2
RL
u0
T 2
R2
–UCC
复合管
ic=ic1+ic2= 1ib1+ 2ib2= 1ib1+ 2ie1 = 1ib1+ 2(1+ 1) ib1= (1+ 2 + 12 ) ib1 12 ib1
uC
UCC 2
,
IC1 0， IC2 0
(3)动态时
设输入端在静态UCC/2基础上加入正弦信号。
输入交流信号ui的正半周
T1导通、T2截止； 同时给电容充电
T1 ic1 A + uo -
uo
输入交流信号ui的负半周 +
RL
T2导通、T1截止；
当于电源 -
交流通路 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。
互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本 形式。当它通过容量较大的电容与负载耦合时，由 于省去了变压器而被称为无输出变压器(Output Transformerless)电路，简称OTL电路。若互补对 称电路直接与负载相连，输出电容也省去，就成为 无输出电容(Output Capacitorless)电路，简称 OCL电路。
OTL电路采用单电源供电， OCL电路采用双电源 供电。
1. OTL电路
(1) 特点
+UCC
T1、T2的特性一致； 一个NPN型、一个PNP型
T1 C
两管均接成射极输出器； +
输出端有大电容；
uI
单电源供电。
-
A+ +
T2 RL uo -
(2)静态时(ui= 0)
VA
U CC 2
OTL原理电路
电容两端的电压
O
UCE O
静态IC较大，波形好,
t 管耗大效率低。
IC
iC
乙类工作状态 晶体管只在输入信号
Q
O
UCE O
的半个周期内导通， 静态IC=0，波形严重
t 失真, 管耗小效率高。
IC
iC
Q
O
UCE O
甲乙类工作状态
晶体管导通的时间大于 半个周期，静态IC 0，
t 一般功放常采用。
15.8.2 互补对称放大电路
A+ +
T2 RL uo -
无输出变压器（OTL）的互补对称放大电路
T1
UCC
0.5UCC
RE1 A + CL
RE 2 RL u0 T2
互补对称放大电路
T1
RE1 A RE2
T2
ic1 RL
ic2
u0
交流通路
电路特点：在输出信号的一个周期内，两只特性相同 的管子交替导通，他们互相补足，故称为互补对称放 大电路。
§ 15.8 互补对称功率放大电路
功率放大电路的作用：是放大电路的输出级，推动 负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表指 针偏转、电动机旋转等。
15.8.1 对功率放大电路的基本要求
(1) 在不失真的情况下输出尽可能大的功率。 (2) 由于功率较大，就要求提高效率。
负载得到的交流信号功 率 η 电源供给的直流功率
ib=ib1 B
C
ic1
ic
T1 ie1=ib2
ic2 T2
12
C B
E
ie=ie2 E
复合管的类型与第一个晶体管T1的类 型相同，与第二个晶体管T2的类型无 关。
ib=ib1 B
E
ic
ie1 T1
ic2
ic1=ib2 C
T2 ic=ie2
E
B C
为减小电源供给的功率， 在 UCC 不变的条件下使 IC Q 减小，即将静态工作点Q 沿负载线下移。若静态工 作点下移到 IC=0 处，则 称为乙类工作状态；
静态工作点介于甲类工作状
态与乙类工作状态之间称为
Q
甲乙类工作状态。
晶体管的工作状态
IC
iC
甲类工作状态 晶体管在输入信号
Q
的整个周期都导通
(4) 交越失真
ui
当输入信号ui为正弦波时，
输出信号在过零前后出现的
O
t
失真称为交越失真。
交越失真产生的原因
uo
由于晶体管特性存在非线性，
ui < 死区电压,晶体管导通不好。 O
克服交越失真的措施
交越失真
t
采用各种电路以产生有不大的偏流，使静态工作 点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。
(5) 克服交越失真的电路
放大电路有三种工作状态：甲类工作状态、乙类
工作状态、甲乙类工作状态。
甲类工作状态：静态工作 点Q大致设在交流负载线的
Q
中点。
在甲类工作状态，不论有 无输入信号，电源供给的 功率PE=UCCIC总是不变的。
甲类工作状态的效率很低，最高为50% 。
提高效率的途径有两条： 一是增大放大电路的动态工作范围来增加输出功率； 二是减小电源供给的功率。