南邮模拟电子第8章_功率放大电路习题答案

习题

1. 设2AX81的I CM =200mA ，P CM =200mW ，U (BR)CEO =15V ；3AD6的P CM =10W （加散热板），I CM =2A ，U (BR)CEO =24V 。求它们在变压器耦合单管甲类功放中的最佳交流负载电阻值。

解：当静态工作点Q 确定后，适当选取交流负载电阻值L

R '，使Q 点位于交流负载线位于放大区部分的中点，则可输出最大不失真功率，此时的L

R '称为最佳交流负载电阻。 忽略三极管的饱和压降和截止区，则有L

CQ CC R I U '=。 同时应满足以下限制：CM CQ CC P I U ≤⋅，2

(BR)CEO

CC U U ≤

，2

CM

CQ I I ≤

。 (1)对2AX81而言，应满足mW 200CQ CC ≤⋅I U ，V 5.7CC ≤U ，mA 100CQ ≤I 。取

mW 200CQ CC =⋅I U 。

当V 5.7CC =U 时，mA 7.26CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='k 28.07

.265

.7L(max)R ； 当mA 100CQ =I ，V 2CC =U 时，此时L R '最小，Ω=='k 02.0100

2

L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值L

R '为：ΩΩk 28.0~k 02.0。 (2)对3AD6而言，应满足W 10CQ CC ≤⋅I U ，V 12CC ≤U ，A 1CQ ≤I 。取

W 10CQ CC =⋅I U 。

当V 12CC =U 时，A 83.0CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='46.1483.012

L(max)R ； 当A 1CQ =I 时， V 10CC =U ，此时L

R '最小，Ω=='101

10L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值L

R '为：ΩΩ46.14~10。 2. 图题8-2为理想乙类互补推挽功放电路，设U CC =15V ，U EE =－15V ，R L =4Ω，U CE(sat)=0，输入为正弦信号。试求

(1) 输出信号的最大功率；

(2) 输出最大信号功率时电源的功率、集电极功耗（单管）和效率； (3) 每个晶体管的最大耗散功率P Tm 是多少？在此条件下的效率是多少？

图题8-2

解：(1) W 13.284

1521212L 2CC om

=⨯==R U P (2) W 83.354

15π2π22

L CC CC Em

=⨯=⋅=R U U P

W 85.3)13.2883.35(21

)(21o E T =-⨯=-=P P P

%5.784

π

4π===ξη

(3) W 63.513.282.02.0om Tm =⨯==P P

%50π

2

4π4π=⨯=

=ξη 3. 电路如图题8-2所示，设U CC =12V ，U EE =－12V ，R L 为8Ω的扬声器，输入充分激励时可得最大不失真的输出功率。

(1) 计算P om ；

(2) 如再并上一个8Ω的扬声器，输出功率有什么变化？

(3) 在电源电压不变的条件下，能否使每个扬声器发出和原来一样大小的声音？

解：（1）22

CC om L 11129W 228

U P R ==⨯=

（2）2

2

CC om L 111218W 224

U P R '==⨯='，输出功率变为原来的2倍。

（3）在电源电压不变的条件下，每个扬声器获得的功率不变，发出和原来一样大小的

声音。

4. 互补推挽功放电路如图题8-4所示，其中负载电流i L =0.45cos Ωt(A)，如忽略R 6和R 7的影响，试求

(1)负载上获得的功率P o ； (2)电源供给的平均功率P E ； (3) 每管的管耗P T ；

(4) 每管的最大管耗P Tm ； (5)放大器效率η。

图题8-4 解：(1) 22o Lm L 11

0.4535 3.54W 22

P I R =

=⨯⨯= （2）Lm E CC 35

20.50.45 5.02W ππ

I P U =⨯⋅

=⨯= （3）T E o 11

()(5.02 3.54)0.74W 22

P P P =

-=⨯-=

（4）22

CC Tm

om L (0.5)1(0.535)0.20.20.10.88W 235

U P P R ⨯==⨯⨯=⨯=

（5）o E 3.54

70.5%5.02

P P η=

== 5. 单管甲类功放电路如图题8-5所示，输出变压器的匝比n =3，其初级直流电阻r 1=10Ω，次级直流电阻r 2=1Ω，采用3AX61管（参数为I CM =500mA ，P CM =500mW ，U (BR)CEO =30V ，β=80），忽略U CE(sat)。调节上偏电阻R B1可使R L 获得最大不失真输出功率为多少？

图题8-5

解：由题意知：

Ω=++⨯=++='9110)18(9)(12L 2L

r r R n R CQ E 1CQ CC CEQ 206)(I R r I U U -=+-=

当Q 点位于交流负载线位于放大区部分的中点时，可输出最大不失真功率。所以，

L

CQ CEQ R I U '=，即CQ CQ 91206I I =-。 解得mA 54A 054.0CQ ==I ，V 91.4CEQ =U

L

R '获得最大不失真输出功率为W 13.0054.091.42

1

21CQ CEQ o =⨯⨯=='I U P R L 获得最大不失真输出功率为2L o o L 72

0.130.10W 91

n R P P R '==⨯='。

6. 变压器耦合单管甲类功放电路如图题8-5所示，设U CC =12V ，U CQ =12V ，I CQ =0.5mA ，电路的最大输出功率om CC CQ 1

2

P U I =

（理想情况）。 (1)如把电源电压U CC 提高一倍，而保持I CQ 和其它条件不变，输出功率如何变化？ (2)如提高I CQ ，其它条件不变，输出功率又如何变化？

解：发射极电阻（10Ω）和变压器初级线圈的直流损耗一般很小，忽略不计，则直流负

载线是与横坐标垂直的直线，此时CEQ CC 12V U U ==。等效的交流负载电阻用L

R '表示。当电路输出最大功率om CC CQ 12P U I =时，满足L CQ CEQ R I U '=，故2

2

CC om CQ L

L 1122

U P I R R '=='。 （1）如把电源电压U CC 提高一倍，而保持工作点和其它条件不变，导致CEQ U 加倍，

但最大不失真输出电压振幅仍为CQ L

I R '，最大不失真输出电流振幅仍为CQ I ，故输出功率不变。

（2）如提高I CQ ，其它条件不变，则CEQ U 不变，最大不失真输出电压振幅仍为CC U ，