二、乙类推挽功率放大器

取其中的小值
Pomax 5 PCM
3 乙类推挽功率放大电路
以上介绍了原理电路，若要构成实际电路还必须 解决一些有关问题。
3.1 乙类互补推挽功率放大电路
在构成乙类互补推挽功率放大器实际电路时，必 须考虑偏置，功率配对和保护等问题。
一、交越失真和偏置电路
1. 交越失真 (1) 定义 上节分析乙类 推挽电路性能时， 忽略了晶体管发射 结导通电压的影响。 实际上，在零偏置情况下，考虑到导通电压的影 响，输出电压波形在在衔接处出现严重失真，称交越 失真。
通过 RL 的电流 iLiE1iE2，合成完整的正弦波。
小结：上述功率放大器，为实现器件轮流导通：
乙类功放电路
输入激励 功率管管
信号
型
管外电路
变压器耦合乙类 功率放大器
互补推挽乙类功 率放大器
极性相反 极性相同
对管，管 型相同
对管，管 型不同
均避免了直 流功率的损 失
3. 乙类推挽功率放大器的性能分析 (1) 推挽电路的组合特性 静态工作点：
2 0.636时最大，
π
其值为
PC1max PC2max
2 π2
Pomax 0.2Pomax
结论：乙类工作时，PC 的最大值既不出现在 0
时，也不出现在 1 时，PD 随 (激励)线性增大，
与甲类(不变)不同。
小时，PD 小，Po 小，PC 小；
接近 1 时，PD 大，
Po 也大，PC 小。 ∴ PC 非单调变化
接成乙类推挽电路时，两管的合成传输特性如图 所示。
(2) 克服交越失真的基本途径
在输入端为两管加合适的正偏电压，使其工作在 甲乙类。
由传输特性图可见：只要 VBB 取值合适，上下两路 传输特性起始段的弯曲部分就可相互补偿，合成传输特 性趋近于直线，在输入正弦电压激励下，得到不失真的 输出电压。
(3) 常用电路
vi2vi1 ，分别加在两管的基射极之间，实现两
管轮流导通。
Tr2——输出变压器，隔断 iC1 和 iC2 中的平均分 量，并利用初级绕组的中心抽头将 iC1 和 iC2 中的基波 分量在 RL 中叠加，输出正弦波。
T1 和 T2——特性配对、相同导电类型的 NPN 功 率管
(2) 工作原理 (忽略射结导通压降) vi1(t) ＞ 0 时， vi2(t) ＜ 0，T1 管导通，T2 管截止， ic1 处于正半周的半个正弦波； vi2(t) ＞0 时， vi1(t) ＜ 0，T2 管导通，T1 管截止， ic2 处于负半周的半个正弦波。iC1 和 iC2 中的基波分量在 RL 中叠加，输出正弦波。
2. 互补推挽电路 (1) 电路特点 T1 与 T2——功率管互补配对 (2) 工作原理(忽略射结压降)
vi(t) ＞0 时，T1 管 (NPN型) 导通， T2管 (PNP型) 截止，iC1(≈iE1) 为正半周的半个正弦波；
vi(t) ＜0 时，T2 管导通，T1 管截止，iC2(≈iE2)为处 于负半周的半个正弦波。
Pomax
V
2 CC
2RL
PDm ax 2V πR 2C L C π 4(V 2R 2C LC )π 4Pomax
CmaxP PD om maaxxπ 478.5%比甲类高
③ 若激励不足
Vcm减小，引入电源电压利用系数 (ksai)，表示 Vcm的减小程度
定义 = Vcm/VCC
Po
1
V
2 cm
① 二极管偏置电路 ② vBE 倍增电路 2. 二极管偏置电路 由于二极管的正向交流结电阻很小，可认为交流短
路，因此偏置电路不影响输入信号 vi (t) 的传输。 在集成电路中偏置二极管会由三极管取代，见图
(b)、(c)
图 (a) 中，D1，D2 由电流源 IR 激励，产生正向电 压，即为所需的偏置电压 VBB。若 T1 和 T2 的特性配对， 且其基极偏置电流很小，可忽略，则
相应产生的电压： vLVcm si nt
RL 上的输出功率：PL = Po = VcmIcm/2 = I2cmRL/2 正负电源总的直流功率：
PD = PD1 ＋ PD2 = 2VCCI平均 = 2VCCIcm/
② 若充分激励
令VCE(sat) = 0，ICEO = 0，则Vcm = VCC，Icm = VCC/RL 相应 Po 和 PD 达到最大，即
(2) 性能分析(忽略失真) ① 一般性能分析
在 0 ≤ωt ≤ 时， iC20 iC1Icmsint
≤ωt ≤ 2 时，iC1 0 iC2 Icmsinωt 相应的集射极间电压：
VCE1 = VCC Vcmsinωt
VCE2 = VCC + Vcmsinωt
通过 RL 的电流：iL iE 1 iE 2 iC 1 iC 2 I cs mitn
2 RL
1
2
V
2 CC
2 RL
2 Pomax
PD
2 VCC Icm π
2
VFra Baidu bibliotek
2 CC
π RL
4 π
Pomax
Po π
C PD 4
两管集电极管耗相等，且为
P C 1P C 2(P D P o)/2(π 21 22)P omax
分析：当输入激励由大减小，即 减小时，Po、 PD、ηC 均单调减小，而 PC1 和 PC2 的变化非单调，
二、乙类推挽功率放大器 乙类工作时，为了在负载上合成完整的正弦波，
必须采用两管轮流导通的推挽 (Push-Pull) 电路。可有 多种实现方案：
(1) 变压器耦合乙类推挽功放 (2) 互补推挽功放
1. 变压器耦合功放 (1) 电路结构 Tr1——输入变压器，利用次级绕组的中心抽头 将 vi (t) 分成两个幅值相等，极性相反的激励电压
vi(t) 0 i c1 i c2 0 V CEQ1 V CC V CEQ2 V CC
Vi 正半周，T1 导通，负载线是自 Q 点出发，斜率为 1/ RL 的直线 AQ；
Vi 负半周，T2 导通，负载线是自 Q 点出发，斜率为 1/ RL 的直线 AQ。
虽然集电极电流是半个正弦波，但集射极交流电 压是完整正弦波。
(3) 管安全 由
Po
V 2CC 2RL
2
增大 VCC，减小 RL，且输入充分激励，输出功率
将增大，但最后受到下列安全工作条件的限制：
vCEmax2VCC< V(BR)CEO
iCmax
Icm
VCC RL
<
I CM
PC1max PC2max 0.2Pomax < PCM
或
Pomax14V(BR)CIECOM