功率放大电路.ppt

4.传统的功放电路
变压器耦合乙类推挽功率放大电路
VT1
无输入信号，两管均截止
有输入信号时：
Ui>0时，VT1导通,VT2截止
Ui<0时，VT2导通,VT1截止
Hale Waihona Puke VT2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4.1.1变压器耦合乙类推挽功率放大电路
优点：效率高（静态功耗低），实现阻抗匹配
P 大的功率消耗在管子集电C结M上，使管子温度升高，
当结温超过允许值（硅管约200℃，锗管为100℃）
功放管被损坏，所以必须给功放管加散热片。 如
加200mm×200mm×3mm的散热片后Pom可由
2W提到10W。
3. 功放管散热和保护问题
uce UCEM
分析方法：由于三极管工作在大信号状态，一般不采用微变等效电路法， 常采用图解法。
例： 扩音系统
信
电
功
号
压
率
提
放
放
取
大
大
一. 功放电路的特点
1.基本要求：
（1）输出功率Po尽可能大
最大输 出功率
Pom

Ucem 2

Icm 2

1 2 UcemIcm
(2) 效率高：电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶 体管及线路上的损耗。即注意提高电路的效率（）。
Po 100 %
PV
Po: 负载上得到的交流信号功率。 PV ： 电源提供的直流功率。
(3) 非线性失真小（电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真）
2.三极管的工作状态（极限工作状态） 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
I 超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。
c
IC因M为低频功率放大电路,转换效率η≤78%，所以相当
uI
O
t
iC1
O
iC2
t
O
iL
t
Icm

VCC 2
U CES RL
O
t
θ >1800，甲乙类状态，与乙类互补对称电路工作情况相似，分析时视为相同。
优点：省去了输出变压器，效率高，无交越失真，单电源，应用广泛。 缺点：低频特性差（失真），大电容具有电感效应（高频产生相移），难以集成化。
4.2.2 OCL 互补对称电路(Output CapacitorLess)
乙类( )
iC
ICQ
Icm
O 2 t
甲乙类( < < 2 )
通常采用乙类或甲乙类功率放大电路（静态功耗低，效率高）
缺点：产生严重的失真
几种工作状态都比较：
甲类：Q点适中，在正弦信号的
整个周期内均有电流流过BJT。
乙类：静态电流为0，BJT只在
正弦信号的半个周期内均导通。
甲乙类：介于两者之间，
第四章 功率放大电路
4.1 功率放大电路的主要特点 4.2 互补对称式功率放大电路 4.3 采用复合管的互不对称放大电路 4.4 集成功率放大器
本章重点和考点：
1.重点掌握功放的分类、最大输出电压、最大输 出功率和效率的计算。
2.掌握集成功放的典型应用电路。
本章讨论的问题：
1. 电压放大电路和功率放大电路有什么区别？Q点如 何设定？ 2.什么是晶体管的甲类、乙类和甲乙类工作状态？
2.工作原理
大电 容
交越 失真
在输入信号的正半周，VT1 导 通，iC1 流过负载；
负半周，VT2导通，iC2 流过
VCC
负载。（注意电容的作用）
2
VT1、VT2两个管子交替工作，互相 补足，在负载上得到完整的正弦波。
电路对称，称为OTL乙类互不对称放大电路.
两个射极输出器，负载能力很强
存在的问题：交越失真
3. 乙类、甲乙类功放电路的最大输出电压、最大输出 功率和效率如何计算。（OTL、OCL）
分析方法： 图解法
4.1 功率放大电路的主要特点
什么是功率放大器？ 在电子系统中，模拟信号被
放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、 继电器动作、 仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功 率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。
导通角大于180°
iC
iC
ICQ
iC
Q1
UCEQ
VCC uCE
ICQ
Q2
VCC
缺点：产生严重的失真
uCE
ICQ
措施：采用特殊的电路结构
VCQC3uCE
4.2 互补对称式功率放大电路
4.2.1 OTL 互补对称电路(Output TransfomerLesss)
一、OTL 乙类互补问对题称：电路
1.电路的组成 Q点如何调节？
1.电路的组成
特点：双电源
优点：改善了低频失真，便于 实现集成化，已广泛应用。
图 4.2.5 OCL 互补对称电路
缺点:两个三极管的发射极直接 连在负载电阻上，若静态工作 点失调，或电路元件损坏，造 成负载电流长时间过大，损坏 电路。
解决办法：
在负载回路接熔断器
2.功率和效率分析（图解法）
iC1
假设两管的特性曲线完全对称（参数相等），
Pom
缺点 ：体积大，成本高，低频高频特性差，易产生自自激振荡，难以 集成化 。
实用电路：OTL、OCL互补对称功率放大电路
5.功率放大电路的分类
在放大电路中，若输入信号为正弦波时，根据晶体管在信号 整个周期内导通情况分类。
iC
ICQ
Icm
O 2 t 甲类( 2 )
iC ICQ
O
Icm
2 t
输入输出波形图 ui uo ´ uo uo
交越失真
死区电压
VCC 2
VT1、VT2两个管子轮流导通的交界 处，将有一段时间两个三极管均截止， 导致u0发生失真，即交越失真
失真根本原因：静态时无直流偏置，Q点低。 采取措施：提高Q点，采用甲乙类功率放大电路
二、OTL 甲乙类互补对称电路
1.基本原理
电路参数对称，则负载线斜率相等。
Q点很低，忽略管子的ICEO，则两个Q点重合。 适合于甲乙类和乙类电路的分析。
UCES
Q VCC
UCES
uCE
Uom
负载上最大不失真电压为
iC2 Uom=Ucem=VCC- UCES
Io

Icem

VCC
U CES RL
(1).最大输出功率Po
Uo=Ucem = VCC - UCES
电路中增加 R、VD1、VD2支路
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——甲乙类工作状态
静态时：iC1 = iC2
iL=iC1 - iC2=0 uo=0
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。