甲乙类互补对称功率放大电路
甲乙类互补对称功率放大电路
6
8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路
电容C两端电压VC基本不变 动态工作情况：
又称为OCL电路
又称为OTL电路 电容C充当负电源作用，
静态要求VK
VCC 2
越大越好。
则 调 整 ：VA
VCC 2
Push
静态VK 0
利用二极管进行偏置的互补 对称电路(图中T3管的偏置未画出)
Pull
单电源互补对称电路 (又叫OTL电路 )
R2 R1 R2
VCE4
VBE4
VCE4
R1 R2 R2
VB E4
5
8 功率放大电路
8.1 功率放大电路的一般问题
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象
问题1: 功率放大与电压放大 • 多级电压放大输出级 • 功率放大
2. 功率放大电路提高效率的主要途径
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
8 功率放大电路
8.1 功率放大电路的一般问题
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象
问题1: 功率放大与电压放大 • 多级电压放大输出级 • 功率放大
2. 功率放大电路提高效率的主要途径
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
问题2: 功率放大的特殊问题与解决思路 • 如何提高输出功率 • 如何提高效率
8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路 8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路
问题4: 功率放大的性能分析计算
输出功率
Po
Vom2 2 RL
效率
=
Po PV
=
Po Po PT
管耗
PT
2 (VCCVom Vom2 )
RL
4
Vom 4 VCC
甲乙类互补对称功率放大电路分析
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引言 引言
由两个射随器组成的乙类互补对称电路 , 实际 并不能使输出很好地反映输入的变化。这是由于没 有直流偏置(即静态时UBEQ= 0 ) , 电路出现了一种称 为 “交越失真”的失真。要解决这个问题 , 必须使 用甲乙类互补对称电路。
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本 节 学 学 习 习 要 要 点 点 和 要 求
1、电路形式 2、消除交越失真原理 3、电路的改进 4、电路的分析计算
Re3 + R*1
T3 T1 NPN
+VCC
ui R 2
－ Rc3
++ T4 － + － －
T2 PNP
+
RL
uo
－
甲乙类双电源互补对称放大 电路(OCL)的输出功率Po ，管 耗PT ，电源输出功率 PV 和效 率 都与乙类互补对称功率放 大电路一样 , 自行参考第二节 的内容 ,这里不再赘述。 4.电路的分析计
D
Rc3 b1 D1 C1 R2 b2 D2
T3
+VCC
T1
VCC/2 K
+ －
T2
C
uo
RL
计算输出功率Po , 管耗PT, 电源输出功率PV和效率 ,必 须先分析推挽管T1、T2的CE 极等效电源电压的大小.
ui
b3
R1 Re3
Ce
3.电路的分析计 算
本页完 继续
甲乙类互补对称功率放大电路
一、乙类互补对称功率放大电路的交越失真 二、甲乙类双电源互补对称放大电路(OCL) 三、甲乙类单电源互补对称放大电路(OTL)
甲乙类互补对称功率放大电路
一、乙类互补对称功率放大电路的交越失真 ui=0 时，R1、R2分压使 二、甲乙类双电源互补对称放大电路 (OCL) 同时电源 +V 通过 T1对 CC T3、D1、D2 导通, D1、D2 能够去除“ -VCC” 的关 三、甲乙类单电源互补对称放大电路 (OTL) 输出电容 C 充电 , 使其左 + 的导通可以令T 、T 处于
甲乙类双电源互补对称功率放大电路
知识点： 甲乙类双电源互补对称 功率放大电路
甲乙类双电源互补对称功率放大电路
1.交越失真 由于BJT输入特性存在死区电压，
+VCC 工作在乙类的互补对称电路将出现
IP甲乙类双电源互补对称功率放大电路
1.交越失真
由于BJT输入特性存在死区电压，
+VCC 工作在乙类的互补对称电路将出现
O， ci ]
丁3
缺点： 偏
置电压不
静态时，在D］
宓D1
易调整
O
、
D,
Hale Waihona Puke D2上产生的压降 为T］、T2提供了
合适的偏压,
+
10RLVO
状使态之。处于微导通 )
~~ Vcc
'7
利用极管进行偏置的互补对称电路
IP甲乙类双电源互补对称功率放大电路
2.甲乙类双电互补对称电路
利用VBE扩大电路进行偏置的互补对称电路
模拟电子技术
交越失真。
_J T >克服交越失真的方法
是采用甲乙类（接近 ―T*"_』，|妃——j-->-0通v0 常乙可类利）用互二补极对管称或电路。
FnzBnE直扩。大电路进行偏
0
-VCC
毫 甲乙类双电源互补对称功率放大电路
2.甲乙类双电源互补对称电路
T3--前置放大级，
0
它的偏置电路未画出
优点： 克服了交越 失真！
知识点： 甲乙类双电源互补对称 功
率放大电路
甲乙类单电源互补对称功率放大电路
模拟电子技术知识点：甲乙类单电源互补对称功率放大电路静态时，V K=V CC/2输出通过电容C与负载耦合，而不用变压器——OTL电路(OutputTransformerless) V CC/21.基本电路2.原理分析v i负半周-+充电+v i 正半周-+放电•只要R L C 足够大，电容C 就能起到电源的作用。
-2.原理分析v i 为负半周最大值时接近饱和CCK V v +≈2.原理分析•理想情况下，负载R L 两端得到的交流输出电压幅值V om ≈V CC /2v i 为正半周最大值时接近饱和≈=CES K V v 2.原理分析•在单电源互补对称电路中，计算输出功率、效率、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用V CC /2代替原公式中的V CC 。
2.原理分析+V CC T 4T 7T 6T 1T 2R 2R 5R 3R L R 7u iu o T 5R 6T8D 1D 4T 3R 4R 1D 310k Ω( c )56D 2243R50μF C ( a )50μF C 21k Ω18Ω(+12V)例题图（b ）所示为某集成功率放大器的简化电路图。
已知输入电压为正弦波；三极管T 6、T 8的饱和管压降＝2V ；C 和C 2对交流信号均可视为短路。
填空：+V CC T 4T 7T 6T 1T 2R 2R 5R 3R L R 7u iu o T 5R 6T8D 1D 4T 3R 4R 1D 310k Ω( c )56D 2243R50μF C ( a )50μF C 21k Ω18Ω(+12V)例题2①为了驱动扬声器，将图(b)与图(a)、图(c)合理连接，可以增加一个元件，使电路正常工作；此时引入的交流负反馈的组态为，在深度负反馈条件下的电压放大倍数≈。
电压串联负反馈1+R 6/R=11-+-+++例题+V CC T 4T 7T 6T 1T 2R 2R 5R 3R L R 7u iu o T 5R 6T8D 1D 4T 3R 4R 1D 310k Ω( c )56D 2243R50μF C ( a )50μF C 21k Ω18Ω(+12V)例题2②D 2、D 3和D 4作为输出级偏置电路的一部分，作用是。
甲乙类互补对称功率放大电路范例PPT学习教案
RL
uo
－
电 可路 以,调只3整要.T电调4的整路URC改*E1Q改进亦变即TT4的1、静T态2的QB点E,
就 极
间UBEQ,这样调整起来就方便多了。 本页完 继续
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甲乙类互补对称功率放大电路
一、乙类互补对称功率放大电路的交越失真 二、甲乙类双电源互补对称放大电路(OCL)
1、 电 路 形 式
单击此进入OTL 原理演示
0
ui 0 ui
t
D
Rc3
+VCC
(2)交流工作过程和输出电容C的作 用。
b1 D1
T1
+
C－
R C1 2
b2
D2
VCC/2 K
T2
uo uo
由分析知:输出负半周时,电容C作为 电源使 用。负 半周放 电损失 电量,正半周 充电补 充电量 。
b3
T3
t R Re3
1
Ce
T2正
0
ui 0 ui
t
C1
t
D
Rc3 b1
D1
R
b2 D2
2
b3
T3
R Re3
1
T2正
偏导通
+VCC
(2)交流工作过程和输出电容C的作 用。
T1
+
C－
VCC/2 K
T2
uo uo
iL
RL
0
Ce
t
ui>0(输入信号的正半周)T2导通。T2的导 通令输 出电容 C 有了一 个放电通路,C的放电电流反向通过 负载 RL , 形成电流iL , 同时向负载输出功率Po。
iB /A
二、甲乙类双电源互补对 硅管的门坎电压 称放大电路(OCL)
甲乙类互补对称功率放大电路
甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路是一种常用于音频放大器中的电路设计。
它具有高效率、低失真等优点，被广泛应用于家庭影院、音响系统等场合。
本文将从以下几个方面详细介绍甲乙类互补对称功率放大电路。
一、甲乙类功率放大器的基本原理甲乙类功率放大器是由两个互补的晶体管组成，一个为NPN型晶体管（甲级），一个为PNP型晶体管（乙级）。
在输入信号为正半周时，只有甲级工作；在输入信号为负半周时，只有乙级工作。
这样就实现了信号的全波放大。
由于两个晶体管都能够进行导通和截止，因此能够充分利用晶体管的性能，达到高效率和低失真的效果。
二、甲乙类功率放大器的分类根据输出管的偏置方式不同，可以将甲乙类功率放大器分为固定偏置和动态偏置两种类型。
1.固定偏置：输出管的偏置电压是固定不变的。
这种方式简单可靠，但是会产生较大的静态功耗，因此效率较低。
2.动态偏置：输出管的偏置电压随着输出信号的变化而变化。
这种方式能够降低静态功耗，提高效率，但是需要更复杂的电路设计，容易产生交趾失真。
三、甲乙类互补对称功率放大电路的特点甲乙类互补对称功率放大电路是一种特殊的甲乙类功率放大器。
它具有以下几个特点：1.高效率：由于采用了互补对称结构，能够最大化地利用晶体管的性能，因此效率较高。
2.低失真：由于两个晶体管都能够进行导通和截止，因此可以实现完美的信号全波放大，减小失真。
3.抗干扰：采用了差分输入电路和共模反馈电路等技术，能够有效地抑制干扰信号。
4.稳定性好：采用了负反馈电路和保护电路等技术，能够保证稳定可靠地工作。
四、甲乙类互补对称功率放大电路的应用甲乙类互补对称功率放大电路广泛应用于音频放大器中，特别是功率放大器。
它能够提供足够的输出功率，满足家庭影院、音响系统等场合的需求。
同时，由于具有高效率、低失真等优点，也被广泛应用于汽车音响、舞台音响等领域。
五、甲乙类互补对称功率放大电路的设计甲乙类互补对称功率放大电路的设计需要考虑以下几个方面：1.输入级：采用差分输入电路能够提高抗干扰能力和共模抑制比。
模拟电子技术单元11-4：OCL甲乙类互补对称功率放大电路
项目模块 扩音器的制作
项目模块 扩音器的制作 单元十一 功率放大器的分析与调试
一、功率放大电路概述 二、几种功率放大电路的介绍 三、乙类功率放大电路的失真及消除方法 四、甲乙类互补对称功率放大电路 五、采用复合管的改进型功率放大电路
六、功率放大器的组装调试
四、OCL甲乙类互补对称功率放大电路
略UCES）时， η达到最大为
Байду номын сангаас
PO
PV
直流电源提供的功率 PV PT PO
总管耗为： PT＝PT1＋PT2＝2PT1
直流电源提供的功率PV PV＝PT1＋PT2＋PO=2 PT1＋PO
当UOM＝VCC－UCES时
四、OCL甲乙类互补对称功率放大电路
2、分析计算，求输出功率和效率 （2）效率η
理想情况下，UOM≈VCC（忽
1、电路组成及工作原理
电路如图（a）所示。
静态分析： 动态分析：
四、OCL甲乙类互补对称功率放大电路
2、分析计算，求输出功率和效率 （1）最大输出功率Pom 电路的输出功率Po为
理 想 情 况 下 ， UCES=0 ， 此时，
四、OCL甲乙类互补对称功率放大电路
2、分析计算，求输出功率和效率
（2）效率η
互补对称放大电路
2 RL 2 RL 最大不失真输出电压、电流幅度： 2. 电源功率 Uomm VCC UCE(sat) 1
1 1 I cm Uom I cm 2 2 2 2 1 2(V 1 2 U CE(sat))2RL 1 VCC U omCCRL I om / 2 2 Pom
第3章
放大电路基础
克服交越失真的电路
V3 V4 V1 V2
B1
V1 V2
Rt
B2
R1 R2
V1
V3
V2
T Rt UB1B2 U CE3
+VCC R3
实际 电路
U BE3 ( R1 R2 ) R2
+VCC
R
V3
V4
V1
RL + uo
V3 R*1 R2 R4 V1
V2 + ui
R V3 V4 V5
+VCC V1 RL
t
+ uo
V2 VEE
当 ui = 0 时，V1、V2 微导通。
当 ui < 0 ( 至 )，V1 微导通 充分导通 微导通； V2 微导通 截止 微导通。
当 ui > 0 ( 至 )，V2 微导通 充分导通 微导通； V1 微导通 截止 微导通。
第3章
放大电路基础
类型与效率
三、放大电路的工作状态
iC ICQO来自IcmiCiC Icm 2
ICQ
O
2 t 甲类( 2 ) iC
t
乙类( ) iC Q Q
2 t 甲乙类( < < 2 )
O
ICQ
Icm
O
甲乙类互补对称功率放大电路
甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路乙类放大电路的失真:前面讨论了由两个射极输出器组成的乙类互补对称电路（图1），实际上这种电路并不能使输出波形很好地反映输入的变化，由于没有直流偏置，管子的iB必须在|vBE|大于某一个数值（即门坎电压，NPN 硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V）时才有显著变化。
当输入信号vi 低于这个数值时，T1和T2都截止，ic1和ic2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区，如图1所示。
这种现象称为交越失真。
5.3.1 甲乙类双电源互补对称电路一、电路的结构与原理利用图1所示的偏置电路是克服交越失真的一种方法。
由图可见，T3组成前置放大级（注意，图中未画出T3的偏置电路），T1和T2组成互补输出级。
静态时，在D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。
由于电路对称，静态时iC1= iC2 ，iL= 0, vo =0。
有信号时，由于电路工作在甲乙类，即使vi很小（D1和D2的交流电阻也小），基本上可线性地进行放大。
上述偏置方法的缺点是，其偏置电压不易调整，改进方法可采用VBE扩展电路。
二、VBE扩展电路利用二极管进行偏置的甲乙类互补对称电路，其偏置电压不易调整，常采用VBE扩展电路来解决，如图1所示。
在图1中，流入T4的基极电流远小于流过R1、R2的电流，则由图可求出VCE4=VBE4（R1+R2）/R2因此，利用T4管的VBE4基本为一固定值（硅管约为0.6~0.7V），只要适当调节R1、R2的比值，就可改变T1、T2的偏压值。
这种方法，在集成电路中经常用到。
5.3.2 单电源互补对称电路一、电路结构与原理图1是采用一个电源的互补对称原理电路，图中的T3组成前置放大级，T2和T1组成互补对称电路输出级。
在输入信号vi =0时，一般只要R1、R2有适当的数值，就可使IC3 、VB2和VB1达到所需大小，给T2和T1提供一个合适的偏置，从而使K点电位VK=VC=VCC/2 。
模拟电子技术基础甲乙类互补对称功率放大电路
2、与甲类功率放大电路相比，乙类互补对称功放 的主要优点是效率高，在理想情况下，其最大效率 约为78.5%。为保证BJT安全工作，双电源互补对称
电路工作在乙类时，器件的极限参数必须满足：PCM ＞PT1≈0.2Pom，|V(BR)CEO|＞2VCC，ICM＞VCC/RL。
# 在怎样的条件下，电容C才可充当负电源的角色？
RLC足够大，应满足RLC>(5-10)/2πfL。
4. 带自举电路的单电源功放
静态时
1 VK 2 VCC
VD VCC IC 3 R3
C3充电后，其两端
有一固定电压，不随vi
而改变
VC3
1 2
VCC
I C 3 R3
动态时
自举电路
C3充当一个电源 # 在怎样的条件下，电容C3才能起到电源的作用？ R3C3足够大
（电3路）的电特源点供是给：的功率PV PV
A 1，u u ，i u （4）效v率 Voom R 4 VCC
当 iVom
=
Po
PT
i
oVCC
时，
L
2VCCVom
RL
78.5% 4
5.2.2 乙类单电源互补对称功率放大电路
无输出变压器的互补对称功放电路（OTL电路）
（P1O）m最ax 大 不12 失VO真ma输xI出Om功ax率P8VomRCa2CxL
举例
一个功率放大电路如图所示。已知Vcc=20V, -Vcc=-20V， 负载电阻RL=8Ω。设晶体管T1、T2特性一致，死区影响及VCES 忽略不计。
（1）求R=0、vi=10 2 sinωtV时的 Po、Pv、PT及η。 （2）求R=0时电路的最大输出功 率Pom及此时的Pv、PT及η。
甲乙类互补对称功率放大电路最大功率
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5.3甲乙类互补对称功放电路0812
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）
1 交越失真
VBE4可认为是定值
R e3
VCE4
R1 + R2 R2
VBE4
vI
T3
R1、R2不变时，VCE4也 是定值，可看作是一个直流
R1
电源。
R2
Po、PT、PV和PTm仍然
按照乙类功放计算公式进行 Rc3
估算。
缺点：双电源
＋ VCC
i C1
Vom
=
VCC 2
− VCES
甲乙类互补对称功放电路
3
BTL电路
+
−
−
+
输入电压的正半周： ＋VCC→ T1 → RL→ T4→地
输入电压的负半周： ＋VCC→ T2 → RL→ T3→地
Vom = VCC − 2VCES
甲乙类互补对称功放电路
3
BTL电路
应用广泛
Vom = VCC − 2VCES VCC
甲乙类互补对称功放电路
1 交越失真 设T3已有合适
的静态工作点
Re3
vI
T3
二极管等效为恒压模型
交流相当于短路
D1
D2
VD
Rc3
VD
缺点：电位难调
＋VCC iC1
T1
＋
T2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
iL RL vO
iC2
－
－VCC
静态：VB1B2 = VD1 + VD2
动态：vb1 v b2 vi
甲乙类互补对称功放电路
T1
T4
T2
iL
i C2
－ VCC
＋ RL vO
甲乙类单电源互补对称放大电路制作与调试
甲乙类单电源互补对称放大电路制作与调试一、概述甲乙类单电源互补对称放大电路是一种常见的功率放大电路，适用于音频功率放大器等场合。
本文将介绍该电路的制作与调试方法。
二、材料准备1. 电容：0.1μF、10μF、100μF；2. 电阻：100Ω、1kΩ、10kΩ；3. 三极管：2SC5200（NPN）、2SA1943（PNP）；4. 散热片；5. PCB板；6. 其他常用工具。
三、电路设计1. 甲乙类单电源互补对称放大电路原理图如下：[图1]2. 该电路采用了甲乙两个级别的互补对称放大器，其中甲级为NPN 型，乙级为PNP型。
两个级别之间通过一个0.1μF的耦合电容相连。
3. C1和C2为输入耦合电容，用于隔离输入信号和直流偏置。
R1和R2为输入端的限流电阻。
4. R3和R4分别为甲乙两个级别的基极负反馈电阻，可以提高放大器的稳定性和线性度。
5. C3和C4为输出耦合电容，用于隔离输出信号和直流偏置。
R5和R6为输出端的限流电阻。
6. 电源滤波电容C5和C6可以有效降低电源噪声，提高放大器的信噪比。
7. 散热片的选型需要根据实际功率大小进行选择。
四、制作步骤1. 根据上述原理图，绘制PCB板图，并进行打样。
2. 将元器件焊接到PCB板上，注意焊接位置和方向。
3. 安装散热片，注意与三极管之间需要使用硅脂隔离。
4. 连接电源线、输入信号线和输出信号线。
五、调试步骤1. 使用万用表检查各个元器件是否正确连接，并进行必要的修正。
2. 接通电源，使用示波器检查输出波形是否正常。
3. 调整偏置电压，使得输出为0V时基极电压分别为甲级-0.7V、乙级+0.7V。
4. 调整负反馈电阻，使得放大器的稳定性和线性度达到最优状态。
六、注意事项1. 在焊接过程中要避免短路和虚焊等问题。
2. 在调试过程中要注意安全，避免触电和短路等问题。
3. 在使用过程中要注意散热，避免过热损坏三极管。
4. 在连接输入信号时要注意信号源的阻抗和电平，避免对放大器产生影响。
模拟电子技术基础第14讲 甲乙类互补对称功率放大电路探究
iC1 iC 2 i L 0，Vo 0
5.3.1 甲乙类双电源互补对称电路
（2）动态工作情况
外加输入信号vi后由 于管子工作在甲乙类，即 使vi很小，由于D1、D2的 交流电阻很小，可视为短 路，此时相当于T3的输出 加在T1、T2管子的基极上， 实现信号的放大。
（3）图解法分析 （4）缺点
5.2.1 乙类双电源互补对称功率放大电路
无输出电容的互补对称功放电路（OCL电路） （1）最大不失真输出功率Pomax
Pomax VCC 2 RL
2
实际输出功率Po （2）管耗PT 2 1 VCCVom Vom PT1 PT2 ( ) RL 4 最大管耗与最大输出功率的关系： PT1m PT2m 0.2Pom 由于T1、T2导通时均组成射极输出器，所以该 电路的特点是： 2VCCVom （3）电源供给的功率PV PV = Po P T u RL i A 1 ， u ， i V u om v o i o 当 Vom VCC 时 ， （4）效率 78.5% R 4 VCC L 4
值，就可以改变T1、T2的偏 压。 功放指标的分析计算与 乙类双电源互补对称功放的 有关公式近似。
5.3.2 甲乙类单电源互补对称电路
1. 静态偏置
调整R1、R2阻值的大 1 小，可使 此时电容上电压 V 1 V C CC
VK VCC 2
2. 动态工作情况 3. 指标的计算
2
用VCC/2代替乙类 OCL电路的各指标公式 中的VCC即可。 4. 此电路存在的问题： K点电位受到限制 # 在怎样的条件下，电容C才可充当负电源的角色？ RLC足够大，应满足RLC>(5-10)/2πfL。
甲乙类互补对称功率放大电路
一、克服交越失真的措施： 1、电路中增加 、D1、D2、R2支路。 静态时 :T1、T2R1 两管发射结电位 R 1 分别为二极管D1、D2的正向 导通压降，致使两管均处于 D1 微弱导通状态，有较小的静 态电流ICQ； vi D2 另：静态电流在输出端被抵消， 故vi＝0，VO=0 R2 VCC
iC2 ICQ2 iL t
特点：存在较小的静态电流 ICQ 、IBQ 。每管导通 时间大于半个周期， 基本不失真。工作方 式称为“甲乙类放 大” 。
t
功率计算同乙类功放
t
2. VBE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VBE电压倍增 电路替代。 + 图中B1、B2分别接T1、 I T2的基极。假设I >>IB，则 B1 R1 IB R R 1 2 V V V BE R R2 2 合理选择R1、R2大小，B1、 B2 B2间便可得到 VBE 任意倍数的 电压。
互补推挽功率放大电路
思考：若是单电源供电，又如何呢？ 互补对称功放的类型
无输出变压器形式 （ OTL电路）
无输出电容形式 （ OCL电路）
OTL: Output TransformerLess OCL: Output CapacitorLess
二、OTL互补对称功放电路
1、特点
1. 单电源供电； 2. 输出加有大电容。 T1 +VCC
例题
功放如图所示。已知VCC=26V，RL=8Ω，T1,T2 的饱和压降|VCES|=2V，D1、D2导通压降为0.7V, T1， T2的|VBE|=0.7V。 VCC ①试求静态时VA，VB1，VB2的值 R1 ②若测得负载RL上的电压有效值 B T1 1 为15V，求PO，PT，PV及η。 D1 ③求该电路不失真的最大输出功 A v O 率POmax和η。 vi iL ④求管耗最大时的输出功率和效 D2 B2 率。 T2 RL R2 -VCC
甲乙类互补对称功率放大电路
甲乙类互补对称功率放大电路1 甲乙类互补对称功率放大电路乙类放大电路的失真:前面讨论了由两个射极输出器组成的乙类互补对称电路（图1），实际上这种电路并不能使输出波形很好地反映输入的变化，由于没有直流偏置，管子的iB必须在|vBE|大于某一个数值（即门坎电压，NPN硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V）时才有显著变化。
当输入信号vi低于这个数值时，T1和T2都截止，i c1和i c2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区，如图1所示。
这种现象称为交越失真。
图1 交越失真的产生原因2 甲乙类双电源互补对称电路一、电路的结构与原理利用图2所示的偏置电路是克服交越失真的一种方法。
图2由图可见，T3组成前置放大级（注意，图中未画出T3的偏置电路），T1和T2组成互补输出级。
静态时，在D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。
由于电路对称，静态时i C1= i C2，I L= 0, v o=0。
有信号时，由于电路工作在甲乙类，即使v i很小（D1和D2的交流电阻也小），基本上可线性地进行放大。
上述偏置方法的缺点是，其偏置电压不易调整，改进方法可采用V BE扩展电路。
二、VBE扩展电路图3利用二极管进行偏置的甲乙类互补对称电路，其偏置电压不易调整，常采用V BE扩展电路来解决，如图3所示。
在图3中，流入T4的基极电流远小于流过R1、R2的电流，则由图可求出V CE4=V BE4（R1+R2）/R2因此，利用T4管的V BE4基本为一固定值（硅管约为0.6~0.7V），只要适当调节R1、R2的比值，就可改变T1、T2的偏压值。
这种方法，在集成电路中经常用到。
3 单电源互补对称电路图4一、电路结构与原理图4是采用一个电源的互补对称原理电路，图中的T3组成前置放大级，T2和T1组成互补对称电路输出级。
在输入信号vi =0时，一般只要R1、R2有适当的数值，就可使I C3、V B2和V B1达到所需大小，给T2和T1提供一个合适的偏置，从而使K点电位V K=V C=V CC/2 。
“甲乙类互补对称功率放大电路”教案设计
Ⅰ组织教学集中学生注意力，做好平时考勤工作。
Ⅱ新课引入1功率放大电路的特点（与电压放大电路比较）及类型。
2 OCL 甲乙类互补对称功率放大电路的结构、特点及工作原理。
3功率、效率和管耗的计算及相互关系。
Ⅲ 新课讲授9.2 甲乙类互补对称功率放大电路1、 功率放大电路的安全运行1）功率管的安全工作区，受集电极允许的最大电流I CM ，最大电压U (BR)CEO 和最大功耗P CM 以及二次击穿临界曲线的限制。
2）功率管的散热问题在一定的温度下，散热能力越强，晶体管允许的功耗P CM 就越大；另一方面，环境温度T a 越低，允许的功耗P CM 也越大。
2、复合管的组成及其电流放大系数1）复合管的组成原则（1）在正确的外加电压下，每只管子的各极电流均有合适的通路，且均工作于放大区；（2）应将第一只管子的集电极或发射极电流做为第二只管子的基极电流。
（3）后级管子的BE U 不能将前级管子的CE U箝位 ；（4）当使用FET 构成复合管时，FET 只能作为第一级； 2）复合管的电流放大系数 采用复合管结构可使等效管的电流放大系数约增大到组成的各管的电流放大系数之积。
3、复合管共射放大电路的动态分析及其特点1）复合管共射放大电路的动态分析其动态分析方法与基本共射电路基本相同，只是复合管放大电路中的晶体管不只一个，应分别画出各晶体管的h 参数等效模型，动态参数的计算也较为复杂。
2）复合管共射放大电路的特点电压放大倍数与单管时相当，但输入电阻明显增大。
与单管放大电路相比，当输入信号相同时，从信号源索取的电流将显著减少。
3）四种类型的复合管4、甲乙类互补功率放大电路为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之工作在甲乙类,如图所示。
(a)利用二极管提供偏置电压(b)利用三极管恒压源提供偏置5、准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。
复合管的极性由前面的一个三极管决定。
甲乙类互补对称功率放大电路解读
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 。
+VCC T1
T3
T4 T2
T5
RL
T6
-VCC
例题
功放如图所示。已知 VCC=26V，RL=8Ω，T1,T2
的饱和压降 |VCES|=2V，D1、D2导通压降为 0.7V, T1，
T 2的|VBE |=0.7V 。
①试求静态时 VA，VB1，VB2的值 ②若测得负载 RL上的电压有效值
VCC
PO
?
1 Vom2 2 RL
?
1 2
(
2VCC
?
)/2
R L ? 17.1W
? ? ? PV
?
2VCC RL
( 2 VCC ) ?
4 2 RL
VCC 2
?
34.2W
? ? PO ? 17.1 ? 50%
PV 34.2
互补推挽功率放大电路
思考：若是单电源供电，又如何呢？ 互补对称功放的类型
无输出变压器形式 （ OTL电路）
电压。
-
B1 V
B2
功放电路的改进
电路中增加复合管
增加复合管的目的是： 扩大电流的驱动能力c。
方式一： c ic
ic b ib
b ib T1 T2
e
e
ic1 ? ?1ib , ib2 ? ie1 ? (1 ? ?1 )ib ,
ic2 ? ? 2ib2 ,
? ? ic ? ic1 ? ic2 ? ?1 ? ? 2 (1? ?1) ib
-VCC
③ 最大不失真输出功率
PO max
?
(VCC ? VCES )2 2 RL
甲乙类互补对称功率放大电路解读
R1
B1
D1
率 P Omax 和η 。 ④求管耗最大时的输出功率和效
vi
D2
VCC
T1
A
vO
iL
率。
B2
R2
T2 RL
-VCC
解：
① 静态时vi=0， VA=0，VB1 =0.7V， VB2 =-0.7V
② 由VO =15V，得
?
50
Vcc 电源滤波电容
6 - 14 8
2+
1
5?
输出耦合大电容
500?
2.7? 8?
0.1?
外接旁路电容 低通滤波,去除高频噪声
例：电路如图所示，已知T1和T2的饱和管压降 │UCES│＝2V，直流功耗可忽略不计。
回答下列问题： （1 ）R 3 、R 4 和T 3 的作用 是什么？ （2 ）负载上可能获得的最 大输出功率P om 和电路的 转换效率η 各为多少？ （3 ）设最大输入电压的有 效值为1V 。为了使电路 的最大不失真输出电压的 峰值达到16V ，电阻R6 至少应取多少千欧？
PO
?
152 8
?
28.1W
? PV
?
2VCC
Vom RL
??22
6
?
152
8?
? 43.9W
R1 D1
PT ? PV ? Po ? 43.9 ? 28.1 ? 15.8W
每管耗
PT1
?
PT2
?
1 2
PT
?
7.9W
vi D2
? ? Po ? 28.1 ? 64%
R2
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甲乙类互补对称功率放大电路
1 甲乙类互补对称功率放大电路
乙类放大电路的失真:
前面讨论了由两个射极输出器组成的乙类互补对称电路（图1），实际上这种电路并不能使输出波形很好地反映输入的变化，由于没有直流偏置，管子的iB必须在|vBE|大于某一个数值（即门坎电压，NPN硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V）时才有显著变化。
当输入信号vi低于这个数值时，T1和T2都截止，i c1和i c2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区，如图1所示。
这种现象称为交越失真。
图1 交越失真的产生原因
2 甲乙类双电源互补对称电路
一、电路的结构与原理
利用图2所示的偏置电路是克服交越失真的一种方法。
图2
由图可见，T3组成前置放大级（注意，图中未画出T3的偏置电路），T1和T2组成互补输出级。
静态时，在D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。
由于电路对称，静态时i C1= i C2，I L= 0, v o =0。
有信号时，由于电路工作在甲乙类，即使v i很小（D1和D2的交流电阻也小），基本上可线性地进行放大。
上述偏置方法的缺点是，其偏置电压不易调整，改进方法可采用V BE扩展电路。
二、VBE扩展电路
图3
利用二极管进行偏置的甲乙类互补对称电路，其偏置电压不易调整，常采用V BE扩展电路来解决，如图3所示。
在图3中，流入T4的基极电流远小于流过R1、R2的电流，则由图可求出
V CE4=V BE4（R1+R2）/R2
因此，利用T4管的V BE4基本为一固定值（硅管约为0.6~0.7V），只要适当调节R1、R2的比值，就可改变T1、T2的偏压值。
这种方法，在集成电路中经常用到。
3 单电源互补对称电路
图4
一、电路结构与原理
图4是采用一个电源的互补对称原理电路，图中的T3组成前置放大级，T2和T1组成互补对称电路输出级。
在输入信号vi =0时，一般只要R1、R2有适当的数值，就可使I C3、V B2和V B1达到所需大小，给T2和T1提供一个合适的偏置，从而使K点电位V K=V C=V CC/2 。
当加入信号v i时，在信号的负半周，T1导电，有电流通过负载RL，同时向C充电；在信号的正半周，T2导电，则已充电的电容C起着双电源互补对称电路中电源-V CC的作用，通过负载RL放电。
只要选择时间常数RLC足够大（比信号的最长周期还大得多），就可以认为用电容C和一个电源V CC可代替原来的+V CC和-V CC两个电源的作用。
值得指出的是，采用一个电源的互补对称电路，由于每个管子的工作电压不是原来的V CC，而是V CC/2，即输出电压幅值V om最大也只能达到约V CC/2，所以前面导出的计算Po、P T、和P V的最大值公式，必须加以修正才能使用。
修正的方法也很简单，只要以V CC/2代
替原来的公式中的V CC即可。
二、自举电路
图5
图5电路是前面已讨论的单电源互补对称电路，它虽然解决了工作点的偏置和稳定问题，但在实际运用中还存在其他方面的问题。
如输出电压幅值达不到Vom=V CC/2。
现分析如下。
在额定输出功率情况下，通常输出级的BJT是处在接近充分利用的状态下工作。
例如，当v I为负半周最大值时，i C3最小，v B1接近于+V CC，此时希望T1在接近饱和状态工作，即v CE1= V CES，故K点电位v K= +V CC-V CES » V CC。
当v i为正半周最大值时，T1截止，T2接近饱和导电，v K=V CES»0。
因此，负载RL两端得到的交流输出电压幅值V om= V CC/2。
上述情况是理想的。
实际上，图5的输出电压幅值达不到V om= V CC/2，这是因为当v i 为负半周时，T1导电，因而i B1增加，由于R c3上的压降和v BE1的存在，当K点电位向+V CC 接近时，T1的基流将受限制而不能增加很多，因而也就限制了T1输向负载的电流，使RL 两端得不到足够的电压变化量，致使Vom明显小于V CC/2。
如何解决这个矛盾呢？如果把图5中D点电位升高，使V D >+V CC，例如将图中D点与+V CC的连线切断，V D由另一电源供给，则问题即可以得到解决。
通常的办法是在电路中引入R3，C3等元件组成的所谓自举电路，如图6所示。
图6
在图6中，当v I =0时，v D=V D=V CC-I c3R3，而v K=V K=V CC/2，因此电容T1两端电压被充电到V C3=V CC/2-I c3R3。
当时间常数R3C3足够大时，v C3（电容C3两端电压）将基本为常数（v C3»V C3），不随v i而改变。
这样，当v i为负时，T1导电，v K将由V CC/2向更正方向变化，考虑到v D=v C3+v K=V C3+v K，显然，随着K点电位升高，D点电位v D也自动升高。
因而，即使输出电压幅度升得很高，也有足够的电流i B1，使T1充分导电。
这种工作方式称为自举，意思是电路本身把v D提高了。
小结
l 功率放大电路是在大信号下工作，通常采用图解法进行分析。
研究的重点是如何在允许的失真情况下，尽可能提高输出功率和效率。
2 与甲类功率放大电路相比，乙类互补对称功率放大电路的主要优点是效率高，在理想情况下，其最大效率约为7.85%。
为保证BJT安全工作，双电源互补对称电路工作在乙类时，器件的极限参数必须满足：P CM＞P T1≈0.2 Pom，|V(BR)CEO|＞2V CC，I CM＞V CC/R L。
3 由于BJT输入特性存在死区电压，工作在乙类的互补对称电路将出现交越失真，克服交越失真的方法是采用甲乙类（接近乙类）互补对称电路。
通常可利用二极管或V BE扩大电路进行偏置。
4 在单电源互补对称电路中，计算输出功率、效率、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用V CC/2代替原公式中的V CC。
5 在集成功放日益发展，并获得广泛应用的同时，大功率器件也发展迅速，主要有达林顿管、功率VMOSFET和功率模块。
为了保证器件的安全运行，可从功率管的散热、防止二次击穿、降低使用定额和保护措施等方面来考虑。