第04章 功率放大器及其应用
功率放大器功能及用途介绍
功率放大器功能及用途介绍功率放大器是一种能够将输入信号的强度放大的电子设备。
它广泛应用于音频放大、无线电通信、雷达系统和其他各种应用中。
功率放大器的主要功能是将弱信号放大到足够大的功率级别，以驱动各种负载。
这篇文章将详细介绍功率放大器的功能和用途。
功率放大器的主要功能是将输入信号的强度放大到足够大的功率级别，以满足加载器（如扬声器、天线等）的需求。
它可以放大不同类型的信号，如音频信号、射频信号、电力信号等。
功率放大器通常有一个或多个输入和一个输出。
输入信号越强，放大器的输出功率就越高。
功率放大器有不同的类型，包括线性放大器和非线性放大器。
线性放大器能够将输入信号的幅度放大，同时保持输入信号的波形形状和频率特性不变。
非线性放大器会对输入信号进行一定程度的畸变，但能够输出较高的功率。
不同的应用场景需要不同类型的功率放大器。
功率放大器在各个领域都有广泛的应用。
在音频系统中，功率放大器通常用于放大音频信号，驱动扬声器产生更大的音量。
在无线电通信中，功率放大器用于将射频信号放大到能够传输到较远距离的级别，以提供更大的通信范围。
在雷达系统中，功率放大器用于放大雷达发射信号，以产生足够的功率来探测目标。
除了上述应用，功率放大器还广泛应用于医疗设备、工业自动化、航空航天等领域。
在医疗设备中，功率放大器被用于驱动超声波探头、放大心电图信号等。
在工业自动化中，功率放大器被用于驱动各种电动机和执行器。
在航空航天中，功率放大器用于信号传输和发射控制等方面。
功率放大器的选择应该根据具体的需求来进行。
关键的性能指标包括功率增益、频率响应、失真度和效率等。
功率放大器的功率增益表示输入信号经过放大器后的放大倍数。
频率响应表示放大器对不同频率的信号的放大程度。
失真度表示放大器对输入信号产生的畸变程度。
效率表示放大器将输入功率转化为有用输出功率的能力。
总结起来，功率放大器是一种能够将输入信号的强度放大的电子设备。
它具有将输入信号放大到足够大的功率级别的功能，以满足负载的需求。
功率放大器及其应用
2. 效率η 前已指出，功率放大器的效率是指负载得到的信号功率 Po和电源供给的功率PU 之比，即
PO PU
式中，PU
1 P U 2
1 2
2
0
2
U ccic d wt
U CC ( I CQ I cm sin wt )d ( wt )
0
UCC ICQ
由式(2.5)可知，功率放大器工作在甲类状态时，其电源供给的功率PU与输出信 号电流 iC无关，仅与电源电压UCC及静态电流ICQ有关。也就是说，无论有无信号输 入输出，电源供给的功率是固定不变的。由此也可得出，这类功放电路的输出功 率越大，电路的效率就越高。当电路输出最大不失真功率时，效率最高，其值为 η-m =
1.2功率放大器的分类
功率放大器通常是根据功放管工作点选择的不同来进行分类的，分为甲类放大、 乙类放大和甲乙类放大等形式。当静态工作点 Q设在负载线线性段的中点、在整个 信号周期内都有电流iC通过时，称为甲类放大状态，其波形如图 1.1(a)所示。 若将静 态工作点 Q 设在截止点，则iC仅在半个信号周期内通过， 其输出波形被削掉一半， 如图1.1(b)所示，称为乙类放大状态。 若将静态工作点设在线性区的下部靠近截止点
2 IC RL (10103 )2 8 0.8mW
可见，扬声器直接接入集电极， 由于其本身阻抗太小， 其获得的功率很小。 图2.1（a）中， 输入变压器的作用也是耦合和阻抗变换， 而电容Cb、 Ce为交流 旁路电容。 下面对电路的输出功率及效率进行分析估算。
1. 最大不失真输出功率 Pom 功放电路的最大不失真输出功率，是指在正弦信号输入下，失真不超过额定要 求时，电路输出的最大信号功率，用放大电路的最大输出电压有效值和最大输出 电流有效值的乘积来表示， 或用最大输出电压幅值和最大输出电流幅值乘积的一 半来表示静态时，考虑到输出变压器原边的电阻很小， 发射极电阻 Re也很小，均 可忽略， 则晶体管的直流负载线应是一条与横轴交于 UCE=UCC点、几乎与横轴垂 直的直线，如图2.1(b)所示。静态工作点 Q 的位置以输出功率的要求而定， 可以通 过调整 Rb1、 Rb2 的分压比来改变偏流IBQ，从而定出 ICQ及UCEQ。
什么是功率放大器它在电子电路中的作用是什么
什么是功率放大器它在电子电路中的作用是什么功率放大器是一种电子器件，它可以将输入信号的功率放大到更高的水平，并输出给负载。
在电子电路中，功率放大器扮演着至关重要的角色，用于增强信号的幅度、电流和功率，以满足各种应用的要求。
一、功率放大器的分类功率放大器按照放大方式和使用材料的不同，可以分为几种不同的类型：1. 线性功率放大器：它是最常见的功率放大器。
线性功率放大器可以将输入信号放大到相同或接近相同的比例，同时保持信号的波形和频率不变。
2. 非线性功率放大器：这种功率放大器主要用于无线通信领域。
非线性功率放大器能够在不同频率处提供较大的功率增益，但会对信号的波形产生失真。
3. 开关功率放大器：开关功率放大器主要用于数字信号处理和功率放大器。
它可以在高效率和高功率输出的同时，快速地切换信号。
二、功率放大器的作用功率放大器在电子电路中的作用可以总结如下：1. 信号增强：功率放大器能够将输入信号的幅度增加到更高的水平。
这对于一些需要较大幅度信号的应用非常重要，例如音频放大器和无线通信设备。
2. 驱动负载：功率放大器能够提供足够的电流和功率，以驱动各种负载，如音响扬声器和电动机。
它可以确保负载得到足够的电力供应，从而正常运行。
3. 信号处理：功率放大器可以对信号进行处理，如滤波、调制和解调。
这能够改变信号的特性和形式，以适应不同的应用需求。
4. 改善信噪比：功率放大器可以提高信号的功率，从而减少信号与噪声之间的比值，提高信噪比。
这对于需要高质量信号的应用，如音频设备和通信系统非常重要。
5. 分配功率：功率放大器能够将输入功率分配给不同的输出通道，以满足多信号源和多负载的要求。
例如，在多通道音频系统中，功率放大器可以确保每个通道获得适当的功率供应。
三、功率放大器的应用领域功率放大器在各种领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 音频设备：功率放大器在音响系统、音乐演奏和放送系统中被广泛使用，以提供足够的声音功率和音质。
功率放大器应用及示例
功率放大器应用及示例功率放大器是一种电子设备，用于将输入信号的功率放大到更高的水平。
它在许多领域和应用中都起着至关重要的作用。
下面将详细介绍功率放大器的应用及示例。
一、音频应用：功率放大器在音频设备中非常常见。
它们用于将弱音频信号放大到足够大的水平，以供扬声器播放。
以下是一些常见的音频应用示例：1.音响系统：功率放大器被广泛应用于音响系统中，用于放大各种音频信号，包括音乐、语音等。
这些放大器通常与扬声器和混音器一起使用，使用户能够在大型音频活动中获得更好的音质和音量。
2.家庭音响系统：功率放大器也被广泛应用于家庭音响系统中，提供高质量的音频体验。
它们可以用于连接电视、收音机、CD播放器等设备，将低音量的输入信号放大到适当的水平。
3.汽车音响系统：功率放大器在汽车音响系统中起着至关重要的作用。
它们被用来放大来自汽车无线电或其他音频源的信号，以提供更高质量的音乐体验。
二、通信应用：功率放大器在通信系统中也有重要的应用。
它们通常用于放大无线通信系统中的射频信号，以增加通信距离和信号质量。
以下是一些通信应用示例：1.无线电通信：功率放大器用于放大无线电发射机的输出信号，使其能够覆盖更大的区域。
无线电通信设备，例如无线电报、无线电电话、卫星通信等，都使用功率放大器来提高信号的强度和可靠性。
2.雷达系统：功率放大器在雷达系统中起着至关重要的作用。
雷达系统通过发射和接收电磁波来检测和跟踪目标。
功率放大器用于放大雷达系统发射机的输出信号，以增加雷达的探测距离和精度。
三、医疗应用：功率放大器在医疗设备中也有许多应用。
以下是一些医疗应用示例：1.心电图机：心电图机用于记录和显示患者的心电图。
功率放大器在心电图机中起着放大心电信号的作用，以便医生能够更清晰地分析和判断患者的心脏情况。
2.超声波医学成像：超声波医学成像是一种常见的影像诊断技术。
功率放大器在超声波成像设备中用于放大回波信号，以获得清晰的图像。
四、空调及电力工业应用：功率放大器在空调及电力工业中有广泛的应用。
高频功率放大电路
ube Eb Ubm cost uce Ec Ucm cost
由以上两式可得：
ube
Eb
Ubm
EC uce U cm
(4-13)
第4章 高频功率放大电路 19
将（4-13）代入（4-12）有：
ic
gc ( Eb
Ubm
EC uce U cm
Vth )
第4章 高频功率放大电路 25
➢ 过压状态下的ic的波形如下图所示，从图中看出： 1、特性曲线与临界曲线重合 2、电流凹陷：Rp负载过大，Ucm过大，uce减小，ic随之迅速减小。
第4章 高频功率放大电路 26
四、高频功放的外部特性 外部特性：性能随放大器外部参数变化的规律。
负载电阻Rp
激励电压Ubm
1．高频功放的负载特性
偏置电压Eb Ec
负载特性: 只改变负载电阻Rp, 高频功放电流、 电压、 功率及 效率η变化的特性。
第4章 高频功率放大电路 27
下图是反映不同负载时的动态特性曲线。
ic max
Rp
ic max
Ec Eb
Rp 斜率gd 谐振放大器的工作状态由欠压 临界 过 压逐步过渡。
P0
1 2
I c1mU cm
1 2
I R 2 c1m p
1 2
U
2 cm
Rp
(4-8)
➢ 集电极损耗功率PPcc为：Pd P0
(4-9)
第4章 高频功率放大电路 13
➢ 集电极效率η为：
其中：
P0 1 Ic1m Ucm
Pd 2 Ic0 Ec
1 2 g1
(4-10)
g1
Ic1m Ic0
LM386集成功率放大器及其应用
作者：电子信息…文章来源：本站原创点击数：4671 更新时间：2005-7-14第4章集成功率放大器的安装与调试实训目的通过集成功率放大器基本工作原理的学习，熟悉主要集成功放的组成及应用。
通过对集成功放的知识的学习和实际安装、调试、检测和维修训练，达到以下目标：1.知识目标⑴熟悉集成音频功率放大器的不同类型，熟悉常集成音频功率放大器的基本组成和工作原理。
⑵熟悉电子元件成形技术及整机电子装配工艺，能熟练阅读整机电子电路图，掌握电原理图的识读方法。
⑶掌握集成音频功率放大器安装与调试、测试和检修方法。
2.技能目标⑴能够阅读集成功率放大器电路图和印制电路图。
⑵掌握电子产品整机安装工艺，阅读装接工艺文件。
⑶熟练使用有关仪器仪表，能够正确测试电子元器件。
⑷能够按照工艺要求正确安装、调试和检测集成功率放大器。
⑸具备对集成功率放大器典型故障分析和检修的初步能力。
⑹通过安装，能按整机安装工艺要求，对本安装电路进行安装工位设计。
集成功放电路种类很多,一般用集成功放和外围元件构成OTL或OCL电路, 集成功放具有体积小、工作稳定可靠、使用方便等优点, 因而获得了广泛的应用。
模拟电路教材中已对分立元件的功率放大器作了较为祥细介绍，下面以LM386和TDA2030A为例对集成功率放大器作一简单介绍。
LM386是一种低电压通用型低频集成功放。
该电路功耗低、允许的电源电压范围宽、通频带宽、外接元件少, 广泛用于收录音机、对讲机、电视伴音等系统中。
LM386内部电路如图4 -1（a）所示, 共有3级。
V1～V6组成有源负载单端输出差动放大器作输入级, V5、V6构成镜像电流源作差放的有源负载以提高单端输出时差动放大器的放大倍数。
中间级是由V7构成的共射放大器, 也采用恒流源I作负载以提高增益。
输出级由V8～V10组成准互补推挽功放,VD1、VD2组成功放的偏置电路以利于消除交越失真。
LM386的管脚排列如图4-1（b）所示, 为双列直插塑料封装。
功率放大电路的原理与应用
功率放大电路的原理与应用1. 引言功率放大电路是电子工程中常见的一个概念，它能够将小信号放大为大功率输出，广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍功率放大电路的原理和应用。
2. 原理功率放大电路的工作原理是利用输入的小信号，通过放大器将其放大为较大的输出信号。
它通常由两个主要部分组成：输入级和输出级。
2.1 输入级输入级是功率放大电路的第一个级别，它接收输入信号并将其放大。
输入级通常由一个小信号放大器组成，例如晶体管或场效应管。
输入级的任务是将输入信号放大至足够的水平，以便进一步的放大。
2.2 输出级输出级是功率放大电路的最后一个级别，它将输入级放大的信号进一步放大，并提供足够的功率驱动负载。
输出级通常由功率放大器组成，例如功率晶体管或功率放大器模块。
输出级的任务是将输入级放大的信号转化为高功率输出信号。
3. 应用功率放大电路在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：3.1 音频放大器音频放大器是功率放大电路的一种常见应用，它用于将低功率音频信号放大至足够的功率以驱动扬声器。
音频放大器通常具有高保真度和低失真的特点，以确保音频信号能够保持原始的音质。
3.2 射频放大器射频放大器是功率放大电路在射频领域的应用。
它通常用于无线通信系统中，将射频信号放大至足够的功率以便传输远距离。
射频放大器需要具备高功率输出和较高的线性度，以确保信号传输的可靠性和质量。
3.3 激光器驱动电路激光器驱动电路使用功率放大电路来驱动激光器，将输入信号转化为激光光束输出。
激光器驱动电路需要高功率输出和瞬态响应特性，以确保激光器的稳定工作和快速响应。
3.4 电源放大器电源放大器是功率放大电路的一种特殊应用，它用于将低电压的电源信号放大至足够的电压和电流以供应大功率设备。
电源放大器通常用于音响设备、电视机和电脑等家用电器中。
4. 总结功率放大电路是电子工程中重要的一部分，它能将小信号放大为大功率输出。
本文介绍了功率放大电路的原理和应用，包括输入级和输出级的功能，以及在音频、射频、激光器驱动和电源放大器等领域的应用场景。
电路中的功率放大器原理与应用
电路中的功率放大器原理与应用功率放大器作为电子设备中的重要组成部分，在电路设计和应用中占据着重要地位。
本文将介绍功率放大器的原理和应用，并探讨其在电子领域中的重要性。
一、功率放大器的原理功率放大器是一种电子电路，其作用是将输入信号的功率增大到输出端，以满足实际需求。
功率放大器的原理主要包括以下几个方面：1. 放大原理：功率放大器通常利用晶体管或集成电路等元件，通过放大输入信号的幅度，从而实现功率的放大。
2. 输入和输出阻抗匹配：为了保证功率的传输效率，功率放大器需要实现输入和输出端的阻抗匹配。
通过合理的电路设计和阻抗匹配，可以有效减少能量的损耗。
3. 直流和交流偏置：功率放大器中的元件通常需要合理的直流和交流偏置，以保证电路的正常工作和信号的准确放大。
二、功率放大器的应用功率放大器在电子领域有着广泛的应用，其中一些常见的应用包括：1. 音频放大器：功率放大器被广泛应用于音频设备中，用于放大音频信号，以提供更高的音量和更好的音质。
例如，音响设备和汽车音响系统中常用的功率放大器。
2. 射频放大器：功率放大器在无线通信系统中扮演着重要角色，用于放大射频信号，以增强信号的传输距离和质量。
例如，手机和无线电设备中常用的功率放大器。
3. 工业应用：功率放大器在工业领域中也有广泛应用，例如激光器和雷达系统等，这些应用要求高功率放大器来满足大功率输出的需求。
4. 医疗和科研领域：功率放大器在医疗设备和科研实验中也有重要作用，例如在生物医学影像设备和激光研究中的应用。
总结：功率放大器在电子设备和通信系统中起着至关重要的作用。
理解功率放大器的原理和应用，对于电路设计和实际应用都具有重要价值。
通过合理选择元件、设计电路和匹配阻抗，可以实现功率的有效放大，并满足不同领域的需求。
希望本文对读者了解功率放大器的原理和应用有所帮助，为他们在电子领域的学习和实践提供一定的指导。
通过深入研究和实际应用，功率放大器这一电子设备的重要组成部分将继续发挥着重要的作用。
功率放大器的理论和应用
功率放大器的理论和应用随着科技的不断发展，功率放大器在许多领域都发挥了重要作用。
而功率放大器的理论和应用也成为了研究领域之一。
本篇文章将重点探究功率放大器的理论和应用，结合实例进行深入分析。
一、功率放大器的基本原理功率放大器是一种用来放大信号的电路。
与普通的放大器不同，功率放大器需要放大的是大功率信号。
其基本原理可以用如下方程式表示：P=V²/R其中，P表示功率，V表示电压，R表示电阻。
从这个方程式中可以看出，当电压或电阻增大，功率也会相应增大。
在功率放大器中，通常采用晶体管或管子等元器件作为放大器的主体。
为了使功率放大器能够输出大功率信号，通常需要进行两个阶段的放大：增益放大和输出放大。
增益放大，即采用低功率信号，经过放大器进行放大，同时增加信号的强度。
在此过程中，放大器所使用的电压和电流都非常小。
输出放大，即将放大后的信号输出，同时增加信号的功率。
在此过程中，放大器需要使用较大的电压和电流。
为了确保功率放大器的稳定性和可靠性，通常还需要对功率放大器进行反馈控制。
正反馈控制可以使得放大器的增益更大，同时也会增大输出信号的失真。
负反馈控制则可以减小放大器的增益，同时减小输出信号的失真，提高功率放大器的稳定性和可靠性。
二、功率放大器的应用领域由于功率放大器具有可以放大高功率信号的优点，因此在音响、通讯、广播等领域都有广泛的应用。
1、音响领域在音响领域中，功率放大器作为音响信号的最后一个环节，主要负责将低功率预先放大器所处理的音频信号，转化为高功率信号，驱动喇叭等音响设备进行扩音。
功率放大器的质量和性能对音响的声音品质有很大的影响。
2、通讯领域在通讯领域中，功率放大器的作用是将微弱的信号放大到足以送达接收端，同时保证信号的质量和稳定性。
它可以被用在无线电信号的发送过程中，从而使其能够更远的传输，提高了通讯的可靠性以及数据传输的速度。
3、广播领域在广播领域中，功率放大器主要用于解决广播信号覆盖范围的问题。
4 功率放大器及其应用
功率放大器及其应用
什么是功率放大器
对于小信号放大电路来说，主要考虑的性能指标是信号的失 真程度、输入输出电阻、放大倍数等等。 但是在某些电路中，我们要首先考虑放大电路的输出功率， 而不是单纯考虑输出的电流或者电压，比如扬声器电路等。
功率放大器的特点
1.输出功率足够大 2.效率要高 3.非线性失真要小
甲类
乙类
甲乙类
（3）甲乙类工作状态 晶体管的导通时间大于半个周期但小于一个周期，静态工 3 作点处在甲类和乙类情况之间。
功率放大器------大信号与主要研究对象
功率放大电路的主要技术指标为最大输出功率和转换效率。 最大输出功率Pom：Pom= Iom Uom。
Uom是负载上获得的最大输出电压的有效值， Iom是负载上获得 的最大输出电流的有效值。 转换效率η：
式中PV : 直流电源提供的平均功率。PV VCC I C I C 是电源输出电流的平均值。
Pom 100% PV
功率放大电路研究对象是大信号、功率放大，不能采用小信 号的交流等效电路分析，而要采用图解法分析。 2
功率放大电路的几种工作状态：
（1）甲类工作状态——晶体管在信号的整个周期内均导通。
特点：功耗大 功率小 效率低 非线性失真小 （2）乙类工作状态——晶体管仅在信号的正半周或负半周导通。 特点：功耗小 功率大 效率高 非线性失真大
第4章 功率放大器与其应用(2)
采用复合管的互补对称功率放大电路
当输出功率较大时，输出级的推动级，即 末前级也应该是一个功率放大级。此时往往采 用复合管，复合管有四种形式。 复合管的极性由 前面的一个三极管决
定。由NPN-NPN或
PNP-PNP复合而成一 般称为达林顿管。
广东水利电力职业技术学院电力工程系WXH 第1页
散热器，保证在额定功耗下温度不超过允许值。集成功放
一般允许加上较高的工作电压，但许多集成功放可以在低 电压下工作，适用于无交流供电的场合，此时集成功放电
源电流较大，非线性失真也较大。
广东水利电力职业技术学院电力工程系WXH 第2页
第 4 章 功率放大器及其应用
小结 基本要求：掌握输出功率和效率的估算方法。 重要概念和定义： 1、输出功率和最大不失真输出功率 2、直流电源的输出功率：
2、甲类、乙类、甲乙类功放电路是依据放大管的导通角 （φ）的大小来区分的，其中甲类φ 为 、乙类 φ为 ，甲乙类φ为 。 3、乙类推挽功放电路的 的特有的失真现象称为 类推挽功放。 较高，这种电路产生 ，为消除之，常采用
4、为了提高功率放大电路的输出功率和效率，三极管应 工作在 类状态，而要避免交越失真，则应工作在 类状态。
广东水利电力职业技术学院电力工程系WXH 第4页
第 4 章 功率放大器及其应用
二.是非判断题 1、因为功率放大电路中晶体管处于大信号工作状态，所以 微变等效电路分析法已不适用。（） 2、与甲类相比，乙类互补对称功率放大电路的主要优点是 效率高。（） 3、当甲类功率放大电路的输出功率为零时，管耗最大。（）
第6页
第 4 章 功率放大器及其应用
三极管的最大耐压为U(BR)CEO≥2VCC=24V 三极管的集电极的最大电流为
功率放大器功能及用途介绍
功率放大器简称功放，可以说是各类音响器材中最大的一个家族了，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。
由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。
以其主要用途来说，功放可以分做两大类别，即专业功放与家用功放。
在体育馆场、影剧场、歌舞厅、会议厅或其它公共场所扩声，以及录音监听等场所使用的功放，一般说在其技术参数上往往会有一些独特的要求，这类功放通常称为专业功放。
而用于家庭的Hi －Fi 音乐欣赏，AV 系统放音，以及卡拉OK 娱乐的功放，通常我们称为家用功放。
本期只介绍跟我们家庭息息相关的家用功放。
［按器材分类］电子管/晶体/集成电路功放按电路所用的器材分类，功放可以分为电子管放大器、晶体放大器和集成电路放大器。
电子管放大器(俗称“胆机”)采用电子管作为放大器，其主要优点是动态范围大、线性好、音色甜美悦耳。
但电子管功放也存在两个问题，一是内阻大导致放大器阻尼系数小，影响瞬态特性，二是电子管需高压供电，离不开变压器，变压器不仅功耗大、体积大，还会导致失真。
克服电子管功放的两个缺点，晶体管放大器阻尼系数可做得很高，有良好的瞬态特性，在声音的节奏感、力度上要比胆机明快、爽朗、有力；而且无需变压器，不仅节省成本，缩小体积，而且避免了由变压器所引起的失真。
最后一种是集成电路放大器，它最突出的优点是可靠性高、外围电路简单、组装方便，不足之处是电声指标(功率、频响、失真度、信噪比等)和音质皆不如前两类放大器。
［按功能分类］前级/后级/合并式功放按照功能分类，功放可以分为前级功放、后级功放和合并式功放。
前级功放，主要作用是对信号源传输过来的节目信号进行必要的处理和电压放大后，再输出到后级功放。
它就像铁路岔道一样，控制切换哪一路音源信号接入功放，哪一路音源信号与功放断开。
后级功放是进行单纯功率放大的部分，它的作用就是尽可能原原本本地放大来自于前级的信号，我们对后级的要求是，放大倍数尽可能高，而放大后信号的失真程度应尽可能低。
第4章功率放大器的应用
2020年9月9日星期三
3
第 4 章 功率放大器及其应用
OCL功放的实际电路
2020年9月9日星期三
4
第 4 章 功率放大器及其应用
本章小结
功率放大器即是将电源静态功率转换为 信号动态功率的能量转换电路，电路中 类似发动机的作用。按工作状态主要分 为甲类、乙类和甲乙类。为了避免交越 失真，而实际电路中的三极管往往工作 于甲乙类状态，典型电路有双电源供电 的OCL电路和单电源供电的OTL两种。
变压器耦合共射 互补对称功放对
电路
管
无变压器 OCL,OTL
2020年9月9日星期三
6
2.功放管的二次击穿
一次击穿 是可逆的， 为雪崩击 穿现象。
二次击穿 是不可逆 的，是结 构或制造 工艺的缺 陷造成的。
措施是：尽量增大管子功率容量、改善散热状况等安全手段。
3.功放管的过压过流保护
2020年9月9日星期三2Leabharlann 第 4 章 功率放大器及其应用
4.2.2 功率放大器实际电路
OTL功放的实际电路
第 4 章 功率放大器及其应用
4.2 功率放大器的应用
主要要求：
1.了解功放实际应用中问题的解决方法 2.了解实际功放电路的组成
2020年9月9日星期三
1
第 4 章 功率放大器及其应用
4.2.1 功放应用中的几个问题
1.功放管散热
功率放大器工作在大电压大电流状态，即使电路效率高也有损 耗，这些损耗以热能形式散发，管子会发热。当温度升高到一 定温度（锗管75°C~90°C，硅管为150°C）管子会损坏。
2020年9月9日星期三
5
第 4 章 功率放大器及其应用
Q点位置 导通角 最高效率 失真现象 典型电路
放大器基本原理及应用课件
可以分为超高频放大器、高频放 大器、中频放大器和低频放大器
等。
按用途分类
可以分为功率放大器、电压放大器、 电流放大器和跨导放大器等。
按电路形式分类
可以分为分立元件放大器和集成电 路放大器等。
放大器的主要参数
增益
带宽
表示放大器输出信号幅度与输入信号幅度 之比，是衡量放大器放大能力的重要参数 。
为了获得更好的频率响应，需要采用适当的电路设计和元件选择。
03
放大器的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
音频放大器
总结词
音频放大器用于将微弱的音频信号放大，以便在扬声器或其 他输出设备上播放。
详细描述
音频放大器通常用于音响系统、麦克风、录音设备和乐器等 ，以提供足够的功率来驱动扬声器或耳机。音频放大器通常 具有低频响应，能够处理音频信号中的低频成分。
放大器噪声问题
总结词
放大器噪声是指输出信号中不希望有 的随机波动或干扰信号。
详细描述
放大器噪声的来源主要包括内部热噪 声、外部电磁干扰等。解决方案包括 降低放大器工作温度、选用低噪声元 件、加强电磁屏蔽等措施。
放大器线性范围问题
总结词
放大器线性范围是指输入信号在一定范围内 时，输出信号与输入信号呈线性关系。
视频放大器
总结词
视频放大器用于将微弱的视频信号放大 ，以便在电视屏幕或投影仪上显示。
VS
详细描述
视频放大器通常用于电视接收器、录像机 、投影仪和视频监控系统等，以提供足够 的信号幅度来驱动屏幕显示。视频放大器 通常具有宽带响应，能够处理视频信号中 的高频成分。
运算放大器
总结词
第4章--功率放大器与其应用(2)只是课件
较高，这种电路产生 ，为消除之，常采用
4、为了提高功率放大电路的输出功率和效率，三极管应
工作在
类状态，而要避免交越失真，则应工作在
类状态。
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第 4 章 功率放大器及其应用
二.是非判断题 1、因为功率放大电路中晶体管处于大信号工作状态，所以 微变等效电路2页
第 4 章 功率放大器及其应用
练习题
一.基本概念题（填空）：
1、功率放大电路的主要作用
。
2、甲类、乙类、甲乙类功放电路是依据放大管的导通角
（φ）的大小来区分的，其中甲类φ 为
、乙类
φ为
，甲乙类φ为
。
3、乙类推挽功放电路的 的特有的失真现象称为 类推挽功放。
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第 4 章 功率放大器及其应用
作业
P134. No.4.2
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第 4 章 功率放大器及其应用
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2、与甲类相比，乙类互补对称功率放大电路的主要优点是 效率高。（）
3、当甲类功率放大电路的输出功率为零时，管耗最大。（）
三、计算题 在乙类互补对称功率放大电路中，电源电压VCC=12V， 负载电阻RL=8Ω，求对三极管的要求。
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第 4 章 功率放大器及其应用
练习题选解： 三、解：先求出电路的最大输出功率为
所以，三极管集电极的最大允许功耗为
《功率放大》课件
非线性失真的测量
非线性失真的抑制
通过优化电路设计、选择合适的元件 和采取有效的反馈措施等可以抑制非 线性失真。
非线性失真可以通过测量谐波失真系 数、互调失真系数等指标来评估。
频率响应
频率响应的定义
01
频率响应是指功率放大器在不同频率下的输出功率的变化情况
。
频率响应的测量
02
在标准测试条件下，使用合适的测试设备对功率放大器的频率
功率放大器的分类
总结词
功率放大器可以根据不同的分类标准进行分类，如按工作频段可分为射频功率放大器和音频功率放大器等。
详细描述
根据不同的分类标准，功率放大器可以分为多种类型。按工作频段可分为射频功率放大器和音频功率放大器等； 按用途可分为通用型和专用型；按电路结构可分为分立式和集成式。不同类型的功率放大器具有不同的特点和应 用范围。
无线通信系统
移动通信基站
在无线通信系统中，功率放大器用于 放大信号，确保信号覆盖范围和通信 质量。
卫星ห้องสมุดไป่ตู้信
卫星通信系统中的功率放大器用于将 信号放大并发送到卫星上，实现远距 离通信。
雷达与声呐系统
雷达
雷达系统中的功率放大器用于放大发射信号，提高探测距离和精度。
声呐
在声呐系统中，功率放大器用于放大声音信号，提高水下探测的灵敏度和距离。
03
功率放大器的主要 参数
输出功率
输出功率
指功率放大器输出的最大 功率，通常以瓦特（W） 为单位表示。
输出功率的测量
在标准测试条件下，使用 合适的测试设备对功率放 大器的输出功率进行测量 。
输出功率的调整
根据实际需要，可以通过 调节音量控制或输入信号 的大小来调整功率放大器 的输出功率。
功率放大器及其应用
一.基本概念题（填空）：
1、功率放大电路的主要作用
。
2、甲类、乙类、甲乙类功放电路是依据放大管的导通角
（φ）的大小来区分的，其中甲类φ 为
、乙类φ
为
，甲乙类φ为
。
3、乙类推挽功放电路的 的特有的失真现象称为
类推挽功放。
较高，这种电路产生 ，为消除之，常采用
4、为了提高功率放大电路的输出功率和效率，三极管应
1、输出功率和最大不失真输出功率 2、直流电源的输出功率： 3、功率放大电路的效率
4、管耗
研究功率放大电路的主要问题，就是如何组成符合如下要 求的电路：输出功率最大而输出波形的非线性失真在允许的范 围内，能量转换效率高，功率管工作安全可靠。
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第 4 章 功率放大器及其应用
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第 4 章 功率放大器及其应用
4.1.4 集成功率放大器
集成功率放大器广泛用于音响、电视机和小电机的驱 动方面。大多数集成功率放大器实际上也就是一个具有直 接耦合特点的运算放大器。它的使用方法原则上与集成运 算放大器相同。
集成功放使用时不能超过规定的极限参数，极限参数主
要有功耗和最大允许电源电压。集成功放要加有足够大的
散热器，保证在额定功耗下温度不超过允许值。集成功放
一般允许加上较高的工作电压，但许多集成功放可以在低
电压下工作，适用于无交流供电的场合，此时集成功放电
源电流较大，非线性失真也较大。
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第 4 章 功率放大器及其应用
小结 基本要求：掌握输出功率和效率的估算方法。 重要概念和定义：
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第4章 功率放大器及其应用(2)
散热器，保证在额定功耗下温度不超过允许值。集成功放
一般允许加上较高的工作电压，但许多集成功放可以在低
电压下工作，适用于无交流供电的场合，此时集成功放电
源电流较大，非线性失真也较大。
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第 4 章 功率放大器及其应用
小结 基本要求：掌握输出功率和效率的估算方法。 重要概念和定义：
1、输出功率和最大不失真输出功率 2、直流电源的输出功率： 3、功率放大电路的效率
4、管耗
研究功率放大电路的主要问题，就是如何组成符合如下要 求的电路：输出功率最大而输出波形的非线性失真在允许的范 围内，能量转换效率高，功率管工作安全可靠。
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第 4 章 功率放大器及其应用
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第 4 章 功率放大器及其应用
三极管的最大耐压为U(BR)CEO≥2VCC=24V 三极管的集电极的最大电流为
实际选择三极管型号时，其极限参数还应 留有一定的余量，为安全起见，一般要提高50 ％~ 100％。
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第 4 章 功率放大器及其应用
作业
P134. No.4.2
工作在
类状态，而要避免交越失真，则应工作在
类状态。
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第 4 章 功率放大器及其应用
二.是非判断题 1、因为功率放大电路中晶体管处于大信号工作状态，所以 微变等效电路分析法已不适用。（）
2、与甲类相比，乙类互补对称功率放大电路的主要优点是 效率高。（）
3、当甲类功率放大电路的输出功率为零时，管耗最大。（）
练习题
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1 2 1 PV U CC (iC1 iC2 )d (t ) 0 2 2 U CC I cm
0
U CC iC1d (t )
U CC
0
I cm sin td (t )
CC cm
推挽式功放效率比甲类单管功放高了很多。以上功放都是变 压器耦合式功放，具有体积大、不易集成，频率窄，有功率 损耗，易产生自激等缺点，无输出变压器功放才是发展趋势。
2018年9月10日星期一
4
第 4 章
功率放大器及其应用
4.1.1
甲类功率放大器
按照功放管的静态工作点位置不同，其工作状态可以 分为甲类、乙类和甲乙类放大等形式。
导通角2π Q点在放大区 正中央
2018年9月10日星期一
导通角π Q点在放大区 与截止区临界
导通角π～2π Q点在放大区 但接近截至区
N1 2 式中RL R n RL N L 2
2018年9月10日星期一
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第 4 章
直流电源供给功率为
功率放大器及其应用
可见，电源供给的功率随输入、输出信号的大小自动调节，显 然效率要高于甲类功放。则电路在最大输出功率时的效率为 1 U I Pom 2 cem cm U cem m 78.5% 2 PV 4 U CC 4 U I
输出断路测量时， Pom为三角 形ABQ的 面积
U cem I cm 1 Pom U cemI cm 2 2 2
Ucem表示最大不失真的集电极－ 发射极正弦电压幅值，Icm表示 集电极正弦电流的幅值。
2018年9月10日星期一
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第 4 章
功率放大器及其应用
效率是功放的重要参数，是指负载得到的信号功率和电源供 给的功率比值的百分数，即η＝Pom/PV，其中PV为直流电源提 供的功率，为
以上推倒过程均为理想状况下，故而可见甲类功放最高效率 只有50%，一般变压器也存在损耗，以及管子饱和压降、Re 上的压降等原因，实际效率还低得多。
2018年9月10日星期一
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第 4 章
功率放大器及其应用
4.1.2
推挽功率放大器
欲提高功放效率，一是增加放大电路的动态范围以增加输出 功率，二是减小电源供给功率，即是要求在UCC一定条件下减 少静态电流ICQ，此时通常采用乙类或甲乙类推挽功放。 为了防止降低单管 Q点位置可能出现 削波失真，需要 NPN与PNP两个对 管交替的放大，一 推一拉，输出信号 由两管输出信号拼 接而成，故名推挽 式功放。
1 故PV 2
而iC I C I cm sin t I CQ I cm sin t
1 PV 2
2
0
U CC iC d (t )
2
0
U CC ( I CQ I cm sin t )d (t ) U CC I CQ
U cemI cm 则电路效率为 m 2U CC I CQ
功率放大器的基本特点 1.输出功率足够大 2.效率尽可能高
放大器实质都是将电源的直流功率转化为负载输出的交变功率， 转换效率是其重要性能指标，效率高、损耗小才是理想的功放。
3.非线性失真尽可能小 4.散热须良好
消耗的那部分功率以热能形式散发。
5.分析应用图解法，微变等效电路法不适用
功放的工作于大信号输入状态，无法使用小信号的微变等效方法。
2018年9月10日星期一
等效 PNP管
准互补对称OTL
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第 4 章
功率放大器及其应用
最大不失真 输出功率 2~3W，适 应工作电压 14~20V， 负载4~16Ω， 可作为普通 音频功放应 用于收音机、 录音机、电 视机中。
4.1.4
集成功率放大器
单片音频功放5G37
2018年9月10日星期一
iC I CQ I cm sin t
1 PT 2
2
0
(U CEQ U cem sin t )( I CQ I cm sin t )d (t )
1 U CEQ I CQ U cemI cm 此式说明电源供给功率由输出信号功率 和管耗两部分组成，未加输入信号时管 2 耗最大达到UCEQICQ，有信号输入则管 U CEQ I CQ Pom 耗减小，减小的部分就是输出功率Pom。
iC n2 RL uo iC RL
2018年9月10日星期一
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第 4 章
功率放大器及其应用
交流负载线斜率-1/n2RL，交横轴于 2UCC，交纵轴于2ICQ。此时输出功 率最大，为
1 1 Pom U cem I cm U CC I CQ 2 2
此时效率也最大，为
U CC I CQ U cemI cm 1 m 50% 2U CC I CQ 2U CC I CQ 2
uR2
所以
uBE4 iR1 R2 R2 R1
R2 uBE4 (1 ) R1
uB1B2 uR1 uR2
调节R2可以方便地调节两功放管的静态电流， 这种电路又叫“uBE扩大电路”。
2018年9月10日星期一
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第 4 章
功率放大器及其应用
2.单电源互补对称功放（OTL） 用单电源供电显然更加方便，这种电路也称为OTL（无输出 变压器）电路。 输出电容C不 但起到隔直通 交作用，而且 利用其储能特 性能够在负半 周信号输入时 提供VT2管放 大的工作偏压。
2018年9月10日星期一
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第 4 章
2.输出功率、效率的估算
功率放大器及其应用
在忽略静态电流IC、饱和压降 UCES和穿透电流ICEO条件下，可 将理想对管按乙类估算，且只分 析一个管子的情况就可以了。
U cem U CC 由于U cem U CC，I cm RL RL
则最大输出功率为 2 2 1 1 U cem 1 U CC Pom U cemI cm 2 2 RL 2 RL UCES≈0，可 以忽略。
上述推挽功放中对管工作于甲乙类状态，而不是乙类状态， 这是为了减少“交越失真”。 由于乙类状态中，三极 管静态Q点在截止点， 没有基极偏流，而管子 的输入特性有一段死区， 且特性开始部分非线性 比较严重，在两管交替 工作时则有图（a）所示 的交越失真现象。 为了减少交越失真，可使对管工作点稍高于截止点，即在两管 的发射结加上很小的正偏压，各管都有一个很小的静态电流IC， 放大器工作于甲乙类状态，而不会对效率有很大影响。
功放工作在甲类状态时电源供给功率与输出信号电流iC无关。即无论有无 信号输入输出，电源供给功率是固定的。 2018年9月10日星期一
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第 4 章
功率放大器及其应用
管耗即功放管消耗的功率，主要发生在发射极上，称为集电 极耗散功率PT。
1 2 PT uCE iC d (t ) 2 0 式中，uCE、iC为总瞬时值， uCE UCEQ Ucem sin t
互补的、参数 对称的对管。
2018年9月10日星期一
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第 4 章
功率放大器及其应用
1.电路组成与工作原理
当输入正弦信号时，正半周信号使VT1导通、VT2 截止，负载上输出半个正弦波；负半周信号使VT1 截止、VT2导通，负载上输出另半个正弦波。
2018年9月10日星期一
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第 4 章
功率放大器及其应用
20μ A
虚线是更为理想 的交流负载线
PV UCC I CQ 12V 20mA 240mW
Pom 1.6mW m 100% 0.67% PV 240mW
P － 1.6mW＝98.4mW T U CEQ I CQ P om 5V 20mA
2018年9月10日星期一
2018年9月10日星期一
互补对 称对管
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第 4 章
功率放大器及其应用
一种更为常见的可以设置静态工作电 流的互补对称பைடு நூலகம்放电路。VT1、VT2基 极间电压为
uB1B2 U B1 U B2 uCE4 uR1 uR2 uR1 uBE4 0.7V
当满足iR1 iR2 iB4时，有
2018年9月10日星期一
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第 4 章
功率放大器及其应用
4.1.3
互补对称功率放大器
互补对称功放是一种典型的无输出变压器式功放。其利用特 性对称的NPN和PNP的对管交替工作、互相补充，一般工作 在甲乙类状态，效率接近乙类功放的78.5%。 1.甲乙类互补对称功放（OCL） 与变压器耦合的乙类推挽功放一样，由 于晶体管输入特性死区问题，互补对称 电路在乙类状态下也有交越失真。 VT3为前置级，静态势其集电极电位 UC3=0V。利用VT3集电极电流在VD1、 VD2上的压降，为VT1与VT2提供一个 合适的正向偏压，使其工作于甲乙类 状态，克服交越失真。 克服交 越失真
第 4 章
功率放大器及其应用
第 4 章
功率放大器及其应用
功率放大器 功率放大器的应用
本章小结
2018年9月10日星期一
1
第 4 章
功率放大器及其应用
功率放大器简称功放，是一种向负载提供功率的 放大器。一般多级放大器总要带动一定的负载， 如扬声器、电动机、仪表指针等，这都需要输出 一定的功率，因而一般多级放大器最后一级都要 设置为功率放大器。
多级放大器 OUT
差分放大器
功率放大器，提供 较强输出功率（电 流）以驱动负载
2018年9月10日星期一
2
第 4 章
功率放大器及其应用
4.1 功率放大器
主要要求：
1.掌握功率放大器的分类 2.了解功率放大器的工作原理 3.了解功率放大器的基本参数及应用