2乙类双电源互补对称功率放大电路
模电课件8.3乙类双电源互补对称功率放大电路
20- 4
8.1 功 率 放 例大 电题 路分的 析一 般 问 题
例.如图，设BJT的β＝100，VBE=0.7V，VCES=0.5V，ICEO=0， 电容C对交流视为短路。输入信号vi为正弦波。(1) 计算电路 可能达到的最大不失真输出功率Pom；(2)此时Rb应调节到什 么数值？(3)此时电路的效率η＝？试与工作在乙类的互补
20- 6
8.1 功 率 放 例大 电题 路分的 析一 般 问 题
例.如图，已知VCC=12V，RL=16Ω，vi为正弦波，(1) 在BJT的
饱8.3和.2压分降析可计以忽算略不计的情况下，负载上可能得到的最大输
出功率Pom， (2)每只管子允许的管耗PCM至少应为多少？(3) 每个管子的耐压应为多大？
对称电路比较。
解.(1) v0(t)=V0+Vomsinωt，V0为直流分量， Vm为交流振幅
Rb vi C
12V RL 8Ω
v0 T
最大不失真功率：
Pom
V2 O
RL
1 RL
V0m
2
2
1 8
VCC 2
VCES 2
2
2.07
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
8.1 功 率 放 大 电 路 的 一 般 问 题
模拟电子技术基础
第四十四讲
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
20- 1
8.1 功 率 放 大 电 路 的 一 般 问 题
《模拟电子技术》期末复习 全书课后习题+参考答案
晶体二极管及应用电路1 图（a）和图（b）分别是二极管全波整流电路和桥式整流电路。
假设二极管为理想开关，试分析对于输入信号的正半周和负半周，每支二极管的状态，并画出输出电压O v的波形。
2在T=300K时，某Si管和Ge管的反向饱和电流分别是0.5pA和1μA。
两管按如图所示的方式串联，且电流为1mA。
试用二极管方程估算两管的端电压Si V和Ge V。
图P1-23在T=300K时，利用PN结伏安方程作以下的估算：I=μA，求正向电压为0.1V，0.2V和0.3V时的电流。
（1）若反向饱和电流10S（2）当反向电流达到反向饱和电流的90%时，反向电压为多少？（3）若正反向电压均为0.05V，求正向电流与反向电流比值的绝对值。
1 图（a ）和图（b ）分别是二极管全波整流电路和桥式整流电路。
假设二极管为理想开关，试分析对于输入信号的正半周和负半周，每支二极管的状态，并画出输出电压O v 的波形。
[解]图P1-8输入正半周时，D 1导通，D 2截止。
输入正半周时，D 1D 3导通，D 2D 4截止。
输入负半周时，D 2导通，D 1截止。
输入负半周时，D 2D 4导通，D 1D 3截止。
（a ）（b ）两整流电路0v 波形相同（图P1-8-1）：2 在T=300K 时，某Si 管和Ge 管的反向饱和电流分别是0.5pA 和1μA 。
两管按如图所示的方式串联，且电流为1mA 。
试用二极管方程估算两管的端电压Si V 和Ge V 。
[解]S I I >>，两管已充分导通，故VA 关系为/T V V S I I e =，由此lnT S IV V I =，取26T V =mV （T=300K ）∴10000.026ln0.181Ge V ==V 图P1-29100.026ln 0.5570.5Si V ==V 。
O图P1-8-13在T=300K时，利用PN结伏安方程作以下的估算：（1）若反向饱和电流10SI=μA，求正向电压为0.1V，0.2V和0.3V时的电流。
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
乙类双电源互补对称功率放大电路的分析计算
模拟电子技术知识点：乙类双电源互补对称功率放大电路的分析计算电路参数的计算1.输出功率P O2.管耗P T3.直流电源供给的功率P V4.效率η=1.输出功率2O O O O LV P V I R ==2()2om V =/L R 22om L V R =22om om L V P R =212cem LV R =22CC LV R ≈V om =V cem1=V CC -V CES ≈ V CC2I cm12V cem1Q0有效值AB V CESV CC ABQS ∆输入信号越大，输出功率越大！斜率：-1/R L2.管耗P T设输出电压为：v o =V om sin ωt ，则T 1的管耗为T1CE11012C P v i d t πωπ=⎰O CC O 0L 1()2v V v d t R πωπ=-⎰om CC om 0sin 1[(sin )]2L V tV V t d tR πωωωπ=-⎰2CC om om L L4V V V R R π=-12T T P P =++V CC-V CCT 1i C1v ii C2v oi LR LT 2CE1CC Ov V v =-C1O O L/i i v R ==222CC om om L LV V V R R π=-3.直流电源供给的功率P V 当v i =0时，TO P P +=当v i ≠0时，则P V =则P V =P O + P T22om L V R =222CC om om L L V V V R R π+-2CC om LV V R π=当V om ≈ V CC 时，则P Vm =22CC LV R π0；4.效率ηVOP P =η22omL V R 2CC om LV V R π当V om ≈ V CC 时，= ——————CC omV V ⋅=4π=η4π=78.5%互补对称电路工作在乙类、负载电阻为理想值，忽略管子的饱和压降，输入信号足够大时模拟电子技术知识点：乙类双电源互补对称功率放大电路的分析计算。
3.4互补对称功率放大电路
Uom t
Icm t
ui > 0 V1 导通 V2 截止
io = iC1, uO ui
Icm t
Iom=Icm
io
t
ui < 0 V2 导通
io
=
-
iC2V, 1
截止 uO ui
io
二、性能分析
1. 输出功率和最大不失真输出功率
Po
= Uo Io
= U om 2
Icm 2
=
1 2
U om
I cm=
最大输出功率时
PDm
≈
2V
2 CC
/
RL
3. 效率
Po
=
U
2 om
2 RL
η = Po = Uom
PD
4 VCC
最大输出功率时 m
4
=
78.5%
Байду номын сангаас
二、性能分析 续
4. 管耗
PC1
= PC2
=
1 2
(
PD
Po )
=
1 2
( 2UomVCC RL
U
2 om
2RL
)=
U om RL
(VCC
io = - iC2, uO ui
由CC电路构成，故
io
io
负简载称能O力C强L电。u路O ui，合
成O不ut失pu真t 输Ca出p波ac形ito。rless
3.4.2 乙类双电源互补对称功率放大电路
理想工作波形
ui = 0时，V1 、V2 截止, uO = 0。
uo ui O iC1 O iC2 O io O
乙类双电源互补对称功率放大电路(1)
iB
iB
vBE
t
vi t Vth
如何克服交 越失真？
可编辑ppt
10
Po)
1 RL
(VCCVom
Vom2 ) 4
令dPT1 dVom
0,得Vom2V CC
即集电极最大损耗
P T 1m axP T2m ax12 V R C 可C 编L2 辑p pt 0.2P om ax
7
三、管子的选择原则
PCM＞0.2Pomax
VCC T1
VBR(CEO)＞2VCC
ICM ≥VCC / RL vi
vo = 0V
动态分析：
VCC T1
ic1
vi > 0V vi 0V
T1导通，T2截止 vi iL= ic1 ; T1截止，T2导通 iL=-ic2
iL RL
vo
ic2
T2
-VCC
T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，
称为乙类放大。
可编辑ppt
3
交流负载线：过Q点且斜率
1 RL
VCC T1
iL RL
vo
T2 -VCC
可编辑ppt
8
四、乙类功放存在的问题(交越失真)
vi
v´o
v"o vo
交越失真
+VCC
t 死区电压
T1
t
vi
iL RL
vo
t
T2
交越失真：输入信号 v-iV在C过C 零前
t 后，输出信号出现的失真便为
交越失真。
可编辑ppt
9
交越失真产生的原因： 在于晶体管特性存在 非线性，vi <Vth时晶体管截止。
甲乙类互补对称功率放大电路
VCC
C ＋ iL RL ＋ vo －
8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路
VCE4 R1 + R2 ≈ ⋅ VBE4 R2
＋VCC Re3 iC1 vI T3 T1 R1 T4 R2 T2 Rc3 iC2 －VCC iL ＋ RL v O －
VBE4可认为是定值 R1、R2不变时，VCE4也 是定值，可看作是一个直流 电源。
见，在输入信号vi＝0时，由于电 路对称， iC1甲乙类单电源互补对称电路 =iC2，iL=O，vO=O，从 8.4.2 而使K点电位VK＝VC(电容C两端电 压)≈VCC/2。 当有信号vi时，在信号的负半周 Re3 ，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 T3 导电，则已充电的电容C起着图 vI 8.4.2中电源－VCC的作用，通过负 T1 载RL放电。只要选择时间常数RLC D1 足够大(比信号的最长周期还大得 K 多)[2]，就可以认为用电容C和一 D2 个电源VCC可代替原来的＋VCC和－ T2 VCC两个电源的作用。 RC3 值得指出的是，采用单电源的 互补对称电路，由于每个管子的 工作电压不是原来的VCC，而是 VCC/2（输出电压最大也只能达到 end 约VCC/2），所以前面导出的计算
8.4 甲乙类互补对称功率 放大电路
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
8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路
乙类互补对称电路存在的问题
＋VCCБайду номын сангаас
vi/V 0.6 0 －0.6
T1 vi ＋ T2 iL RL v o － －VCC
ωt
v o , iL
0 交越失真
ωt
8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路
乙类互补对称功率放大电路
u ceu ceQ Nhomakorabea1.三极管的静态功耗： PT ? UCEQ ?I CQ
电源提供的平均功耗：
若
U CEQ
?
1 2 VCC
则
PE ? VCC ?I CQ
PT
?
PRL
?
1 2 VCC
?ICQ
三极管和负载电阻 RL的静A 态功耗
5
2.动态功耗（当输入信号Ui时）
输出功率:
Po
?
U om 2
?
I om 2
iC2
＋VCC
Ｔ１ uo
Ｔ２
RL
－ VCC
负载上的最大不失真电压为A Uom=VCC - UCES
12
4.1 概 述 4.2 乙类互补对称功率放大电路 4.3 甲乙类互补对称功率放大电路
甲乙类双电源互补对称电路 甲乙类单电源互补对称电路
*4.4 集成功率放大器
A
1
4.1 概述
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
(4) 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失。即注意提高电路的 效率（? ）。
? ? PO ? 100%
PE
Po: 负载上得到的交流信号功率。 PE ： 电源提供的直流功率。
（5）功放管散热和保护问题
A
4
二. 甲类功率放大器分析
V + CC
Ic
R b1
RL
IcQ
Q
ui
例： 扩音系统
信
功率放大电路习题与解答
习 题1. 选择题。
(1)功率放大电路的转换效率是指 。
A ．输出功率与晶体管所消耗的功率之比 B ．输出功率与电源提供的平均功率之比C ．晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比 (2)乙类功率放大电路的输出电压信号波形存在 。
A ．饱和失真 B ．交越失真 C ．截止失真(3)乙类双电源互补对称功率放大电路中，若最大输出功率为2W ，则电路中功放管的集电极最大功耗约为 。
A ．B ．C ．(4)在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有 。
A ．βB ．I CMC ．I CBOD ．U (BR)CEOE ．P CM (5)乙类双电源互补对称功率放大电路的转换效率理论上最高可达到 。
A ．25% B ．50% C ．%(6)乙类互补功放电路中的交越失真，实质上就是 。
A. 线性失真 B. 饱和失真 C. 截止失真 (7) 功放电路的能量转换效率主要与 有关。
A. 电源供给的直流功率B. 电路输出信号最大功率C. 电路的类型 解：(1)B (2)B (3)B (4)B D E (5)C (6)C (7)C2. 如图所示电路中，设BJT 的β=100，U BE =，U CES =，I CEO =0，电容C 对交流可视为短路。
输入信号u i 为正弦波。
(1)计算电路可能达到的最大不失真输出功率P om (2)此时R B 应调节到什么数值 (3)此时电路的效率η=ou 12V+图 题2图解：(1)先求输出信号的最大不失真幅值。
由解题2图可知：ωt sin om OQ O U U u += 由CC om OQ V U U ≤+与CES om OQ U U U ≥-可知：CES CC om 2U V U -≤即有2CESCC om U V U -≤因此，最大不失真输出功率P om 为：()W 07.2818122CES CC L2om om ≈⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=U V R U P (2)当输出信号达到最大幅值时，电路静态值为：()CES CC CES CES CC OQ 212U V U U V U +=+-=所以 A 72.0825.0122L CES CC L OQ CC CQ ≈⨯-=-=-=R U V R U V ImA 2.7CQ BQ ==βIIk Ω57.12.77.012BQ BE CC B ≈-=-=I U V R (3) %24%10072.01207.2CQ CC om V om ≈⨯⨯===I V P P P η 甲类功率放大电路的效率很低。
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。
第7章功率放大电路习题与解答
习题1. 选择题。
(1)功率放大电路的转换效率是指。
A．输出功率与晶体管所消耗的功率之比B．输出功率与电源提供的平均功率之比C．晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比(2)乙类功率放大电路的输出电压信号波形存在。
A．饱和失真B．交越失真C．截止失真(3)乙类双电源互补对称功率放大电路中，若最大输出功率为2W，则电路中功放管的集电极最大功耗约为。
A．0.1W B．0.4W C．0.2W(4)在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有。
A．βB．I CM C．I CBO D．U(BR)CEO E．P CM(5)乙类双电源互补对称功率放大电路的转换效率理论上最高可达到。
A．25% B．50% C．78.5%(6)乙类互补功放电路中的交越失真，实质上就是。
A. 线性失真B. 饱和失真C. 截止失真(7) 功放电路的能量转换效率主要与有关。
A. 电源供给的直流功率B. 电路输出信号最大功率C. 电路的类型解：(1)B (2)B (3)B (4)B D E (5)C (6)C (7)C2. 如图7.19所示电路中，设BJT的β=100，U BE=0.7V，U CES=0.5V，I CEO=0，电容C对交流可视为短路。
输入信号u i为正弦波。
(1)计算电路可能达到的最大不失真输出功率P om？(2)此时R B应调节到什么数值？(3)此时电路的效率η=？ou 12V+图7.19 题2图解：(1)先求输出信号的最大不失真幅值。
由解题2图可知：ωt sin om OQ O U U u += 由CC om OQ V U U ≤+与CES om OQ U U U ≥-可知：CES CC om 2U V U -≤即有2CESCC om U V U -≤因此，最大不失真输出功率P om 为：()W 07.2818122CES CC L2om om ≈⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=U V R U P (2)当输出信号达到最大幅值时，电路静态值为：()CES CC CES CES CC OQ 212U V U U V U +=+-=所以 A 72.0825.0122L CES CC L OQ CCCQ ≈⨯-=-=-=R U V R U V I mA 2.7CQ BQ ==βIIk Ω57.12.77.012BQ BE CC B ≈-=-=I U V R (3) %24%10072.01207.2CQ CC om V om ≈⨯⨯===I V P P P η 甲类功率放大电路的效率很低。
知识点：甲乙类互补对称功率放大电路-教学文稿.
VD 1 VD 2 VT2
＋UCC
RC1
VT 1 K ＋
UCL
－ ＋
RL
＋C L －
R2取值适当，就可使 IC3、UB1和UB2达到所
需大小，给VT1和VT2提供一个合适的偏置， 从而使K点直流电位为UCC/2。CL两端静态电
ui
C1
VT 3
uo
－
R1
Rห้องสมุดไป่ตู้2
压也为UCC/2。
11
二、知识准备
（三）单电源互补对称功率放大电路（OTL电路）
18
四、知识深化
（一）甲乙类互补对称功率放大电路的应用
2. 常用集成功率放大电路的主要性能指标
19
四、知识深化
（一）甲乙类互补对称功率放大电路的应用
3. 用LM386组成的OTL功放电路
用LM386组成的OTL功放电路如图。7脚接去 耦电容C，5脚所接10Ω 和0.1μ F串联网络是为防
in
2
U＋
8
二、知识准备
（二）甲乙类互补对称功率放大电路
为了克服交越失真，可给两互补管的发射结 设置一个很小的正向偏置电压，使它们在静态 时处于微导通状态。这样既消除了交越失真， 又使功放管工作在接近乙类的甲乙类状态，效 率仍然很高。图12-3所示电路就是按照这种要 求来构成的甲乙类功放电路。
μi
VD 1 VD 2 VT2 VT +
μi
VD 1 VD 2 VT2 VT +
+UCC R C1
VT1
RL
μO
－
RC2
－UCC
10
二、知识准备
（三）单电源互补对称功率放大电路（OTL电路）
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。
高二物理竞赛课件：乙类互补对称功率放大电路缺陷
注意，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VCC，而是VCC/2，即输出电压 幅值VOm最大也只能达到约VCC/2公式的VCC都用VCC/2 代替
当有信号vi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，则己充电的电 容C电源-VCC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VCC可代替原来的+VCC和-VCC两个电源的作用 。
R1 R2 R2
VB E
VBE可认为是定值
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
R1、R2不变时，VCE也 是定值，可看作是一个直流
电源
（2）甲乙类单电源互补对称电路
乙类互补对称功率放大电 路缺陷
乙类互补对称功率放大电路缺陷
输入信号很小时，达不到三极 管的开启电压，三极管不导电。 因此在正、负半周交替过零处会 出现一些非线性失真，这个失真 称为交越失真。
电源功直流率电P源V提供的功率包括负载得到的功率
和T1,T2管消耗的功率两部分。
PV
Po
PT
2VCCVom
RL
当输出电压幅度达到最大，即Vom≈VCC时Biblioteka 则得电源供给的最大功率为：
效率η
PV max
2VC2C
RL
Po π Vom
PV 4 VCC
当Vom = VCC 时效率最大，η=π/4 =78.5％。
选功率管的原则：
1. PCM PT1max =0.2PoM
“乙类双电源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、集成电路结构形式上的特点2、电流源电路3、有源负载放大电路Ⅲ新课讲授9.1 乙类双电源互补对称功率放大电路1、功率放大电路的基本概念和分类1)功率放大电路的特点（1）大信号工作，采用图解分析法（2）功率、效率、非线性失真为主要技术指标（3）功率器件的安全工作非常重要2)功率放大电路的几种工作状态（1）甲类工作状态，晶体管的导通角θ＝2π，最大效率为50%。
（2）乙类工作状态，晶体管的导通角θ＝π，最大效率为78.5%。
（3）甲乙类工作状态，晶体管的导通角π＜θ＜2π，最大效率介于甲类和乙类之间。
3)功率放大电路的类型（1）变压器耦合功率放大电路变压器耦合功率放大电路。
这种电路的优点是可实现阻抗变换，缺点是体积庞大、笨重、消耗有色金属，且效率低，低频和高频特性较差。
（2）无输出变压器的功率放大电路无输出变压器的功率放大电路（简称OTL电路）用一个大电容代替了变压器。
该电路在静态时电容上的电压为V CC／2。
由于一般情况下功率放大电路的负载电流很大，电容容量常选为几千微法，且为电解电容。
电容容量愈大，电路低频特性愈好。
但是，当电容容量增达到一定程度时，电解电容不再是纯电容，而存在漏阻和电感，使得低频特性不会明显改善。
（3）无输出电容的功率放大电路无输出电容的功率放大电路（简称OCL电路）。
此电路采用正、负电源交替供电，两个晶体管轮流导通，输出与输入之间双向跟随。
静态时两个管子均截止，输出电压为零。
（4）桥式推挽功率放大电路桥式推挽功率放大电路（简称BTL电路）。
该电路为单电源供电，且不用变压器和大电容。
由图可见电路由四只特性对称的晶体管组成，静态时管子均处于截止状态，负载上的电压为零。
BTL电路所用管子数量最多，难于做到管子特性理想对称；且管子的总损耗大，使得电路的效率降低；另外电路的输入和输出均无接地点，因此有些场合不适用。
OTL、OCL和BTL电路各有优缺点，且均有集成电路，使用时应根据需要合理选择。
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iC1
输出的最大电
进入饱和区而产
A 压幅值Ucem
iC1
生失真。根据这
A
两个值可算出本
电路的最大输出
Icm1
iB=常数
Icm
iB=常数 功率Pom.
B
O UCES
VUcem
(a)
2Icm Q VCC uCE1
Icm
B
Q
O UCES
电路Uce允m 许
输出的最大2Ucem
功率Pom (b)
UCES
O uCE
效率
一、电路的组成和工作过程 二、电路的分析计算
设输出为正弦波 uo= Uom simt ,
每只管只在半个周期内(0~)导通,
21、、管输耗出P功T率Po
( ) PT
=
—2 RL
V—C—CU—om-
—U42—om
+VCC
T1 NPN
则在这期间的管耗PT1为
PT1 = —21
uCE iC d( t )
+
ui
－
uCE
uO
T2 PNP
RL
iO +
uO 0
－
－VCC
t
(( )) 2表.两达管推PP只TT式耗导=管1=—PP的R—R2TT1L的L总V—V—管CC—C—C耗UU——PoomTm-为- —U—U4242—o—omm 本继页续完
管电耗源P供T给的功乙率PV类双电源互补对称功率放大电路(OCL)
= —Po =——U—22R——omL—— = ——Uo—m
PV —2V—CRC—UL o—m
4 VCC
当输出电压幅值达到最大时,即
Uom=Ucem VCC 时
+
ui
－
RL T2 PNP
－VCC
iO +
uO 0
－
t
代入上式得输出最大功率Pom
4时.的效效率率为
m =
— 4
这也是本电
路的最大效率。本继页续完
PT1 =
—21
0
(VCC
0
–uO
)
—uO RL
d(
t
)
把 uO= Uom simt 代入上式后
解积分方程得每只管的管耗PT1为
+
ui
－
uCE
uO
T2 PNP
RL
iO +
uO 0
－
－VCC
t
( ) PT1=
—1 RL
V—C—CU—om-
—U2—om 4
两管只耗管P的T的总管耗PT为
( ) 表达PT式= —R2L V—C—CU—om- —U42—om 本继页续完
西藏·羊八井·温泉
返封回 面
引引言言
工作在乙类的放大电路 ，虽然管耗小,有利 于提高效率，但存在严重的失真，使得输入信号 的半个波形被削掉了。如果用两个管子，使之都 工作在乙类放大状态，但一个在正半周工作，而 另外一个在负半周工作，同时使这两个输出波形 都能加到负载上，从而在负载上得到一个完整的 波形，这样就能解决效率与失真的矛盾。
率PPoo的Uc一em 般2Ucem
式
(b)
UCES
O uCE
iC2 本继页续完
管电效输出U出耗源率出一二O输P供o1功显 的 的mT、C给率、、出为L然功功的P输O电功电功允、最率率乙出U率P率路路许大OoPPP功mmV类OOP的输的值越=越o率(双出组有P时分大大PO的o效，电成m析，，最值输和当计输源大)工算的互功作一补率般过P对式程om称Po 功= —12率·U放—R2Lom大电路输范的幅超(由出围正值过单工O击下电是弦2这作CU此图压如波两过Lc进em可的图的个)程入之演看最所两值O间C示出大示个则L, ,
三1出因.功.最为PPP功oTT率大m电11m率m==路的管=V管——V2的2关耗22CCBC—R最PC·系与J2o/LmT大2最的R输L0大选.出2P输择功om率Po本m继为页续完
iC2 本继页续完
管电效输耗源率出一P供功T给率、的PO电功、乙率P路OPmV类的双组电成和源工互作补过对程称功率放大电一路根般(据式O输C, 出把L)功输率出的电
二、电路的分析计算
压的最大值Ucem代
1、输出功率Po 输出功率Po(有效值)的一般式 OCL 允许输出的最大功率Pom
iC1
输出的最大电
A 压幅值Ucem
Po = —12 Pom
iC1
·U—R2Lom —1 ·V—2CC 2 RL
A
替UPo单工mo 即=击作—此可12过进·程U入—R2演OoLmC示L 由Po图m=可—12知·,UU—R2cecL—mem
VCC (电源电压) 所Icm1iBFra bibliotek常数Icm
iB=常数
以
Pom
—1 2
·V—2CC RL
( ) PT
=
—2 RL
V—C—CU—om-
—U42—om
T1
解以上三个式子得：
NPN
+
ui
－
uCE
uO
T2 PNP
RL
iO +
uO 0
－
－VCC
t
3.直流P电V =源—2 供给的功率
•——VCR—CLU—om
PV (1)PV的一 般式
本继页续完
电效源率供 给的功乙率PV类双电源互补对称功率放大电路(OCL)
t 正的半输周出电压uO , 输出半个波
形。
本继页续完
乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)
一、电路的组成和工作过程
单击此进入OCL 工作过程演示
输入信号 为负半周时, 两管的B极 UBE反偏T1截止 电压比地低。
通过分析知:输入信号在 一个周期内,T1与T2轮流导 通和截止,可以输出一个完 整的波形。
－VCC
的效果。
本继页续完
管输耗出P功T率PO、乙POm类双电源互补对称功率放大电路(OCL)
电效源率一供 给、的电功率路PV的组成和工作过程
由于功率放大器的输出
二、电路的分析计算
是工作在大信号状态下,所
以在分析功率放大器的各
种参数时，不能用第三章
的微变等效法 ( H 参数等
效法 ) 计算 ，只能用通过
本页完 返回
本
节
乙类OCL的电路特点
学
学习 乙 类 O C L 的 工 作 过 程
习要
要点点
计算乙类OCL的PO、 PT、 PV和
和
要选
择
功
放
管
求
返回
乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)
一、电路的组成和工作过程
电路组成如图所示,由 一个PNP管和一个NPN 电路的静态分析
管组成.
OCL 为 Output Capacitorless(无输 出电容器)的缩写.
B
O UCES
2Icm
B
Q VCC uCE1
O UCES
Q
UCES
O uCE
最大功率Pom的VUcem 几何意义就是这
Ucem
表推达导式Pom2VUcem
个三角形的面(a积) 。
Icm
(b)
iC2 本继页续完
管电效极这耗源率一二P供所管是21T、、给、、谓本无的管输电TN电功管身用+1乙耗出P率V路耗的功路NPCP功V类C转。的的TP率iT双化C组分P就为o电成析与由要只是热和计源思三于用需损量工算路 极 u积 求互耗的O作：管分出是在补电管。一c变过三e能对极耗又只量程, 电称因管P, 解每则T所压为的由功把积设只在以u两管流分C输管这率PuPE只耗u经TO(T方出只期1C==放1管PE三=V=程为在间UT也—C2大是1—极21oC1得正半的，m是-对管电su(每弦个管0然i0V变Om称的)Cu只波周耗路后的量CC的iCtE管–期P乘乘u(，u(iTO代，oiC的内1O2C=积为计d即)C入管U管((R决—u0i算可LOo上L耗O~耗m定=t管)d。s式一u))P(i。导耗mOT后样1/但通tR为P)tLT，,,)
这种电路称为推挽式电
ui 0
+VCC T1 N－PN
+t －
＋
－u＋i T2
－
PNP
UBE正偏T2导通
路或称为互补对称电路。 仔细观察电路还可以知
uo －+
道 , 负载RL是接在两管的 发射极,与每个管组成一个 射随器,所以这个电路没有
RL －uo 0
+
t 负半电很周压大放的大电作流用,达,但到可功以率输放出大
图解法结合电路分析 的方
+VCC T1 NPN
法确定输出电压、管耗、 效率等 的参数.
由于两个管子的极性相
ui 0
+t
－ui T2 PNP
－VCC
uo
+
RL －uo 0
反( PNP和NPN ) , 所以其 输出特性曲线刚好是相反,
二分t 、析电计又在在路算因截Q点的为止处两点相管) 衔的，接Q所。点以相两同曲(线均
—U42—om
对上式求导数并令为0
P’T1=R—1L(—VC—C － —U2o—m ) = 0 解得Uom=2VCC / 0.6VCC
合一上电式路N的设PN三 计极 时u管 要CE使 有用10W。u的例O 最如大某 输其大管－+u允于出才i 许等功不－TP的于率会2NV最,2烧PC那CW大毁么,R这的。L在样管挑i在O耗选工－Pu+三OC作M极0时必管三须时极要,t
一、电路的组成和工作过程 二、电路的分析计算
3、直流电源供给的功率PV (1)PV的一般式