模拟电子技术之功率放大电路详解.ppt

作 业 第4章 功率放大电路 本章教学内容 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 采用复合管的互补对称式放大电路 4.4 集成功率放大器 4.1 功率放大电路的主要特点 功率放大电路是一种能够向负载提供足够大的功率的放大电路。 例： 扩音系统 执行机构 功率放大 电压放大 信号提取 对功率放大电路的要求 足够大的输出功率 具有较高的效率? 共射接法 最大输出功率 集电极输出电压的最大幅值 输出电流的最大幅值 负载消耗的功率 直流电源提供的功率 放大电路中三极管的工作状态 大信号状态 最大 集电极 电流 c-e反向击穿电压 最大耗散功率 放大电路中三极管的工作方式 三极管在正弦信号整个周期内的导通情况，可分为几个工作状态： 乙类：? = 180° 甲类： ? = 360° 甲乙类：180°? 360° 丙类： ? 180° 放大电路的分析方法 微变等效电路法 图解法 √ 相同点:都是能量的控制与转换; 不同点:各自追求的指标不同。电压放大电路追求不失真的电压放大倍数；功率放大电路追求尽可能大的不失真输出功率和转换效率。 功率放大电路与前几章介绍的电压放大电路的比较: 4.2 互补对称式功率放大电路 变压器耦合推挽功率放大电路 负半周：T2导通、T1截止； 正半周： T1导通、T2截止； 优点：实现阻抗变换。 体积庞大、笨重、消耗有色金属，且效率较低，低频和高频特性都差。 缺点： 交替工作 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 互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、 PNP各一支；两管特性一致。 类型： 电路组成和工作原理 OTL乙类互补对称电路 R2 + R1 +VCC C2 - VT1 NPN ui uo VT2 PNP RL C1 + 0 t ic1 0 t ic2 0 t iL 0 t ui 交越失真 iC1 iC2 iL iL = iC1 – iC2 VT1导通 VT2截止 VT2导通 VT1截止 OTL甲乙类互补对称电路 iC1 iC2 iL iB1 iB2 R2 R1 ui + +VCC C1 - VT1 NPN uo VT2 PNP RL VD1 VD2 b1 b2 R + R 、VD1和VD2为两管提供了静态基极电流IB1和IB2 微弱导通状态 避免了ui较小时两管同时截止, 减小了交越失真。 静态时: iC1 iC2 iL R2 R1 ui + +VCC C1 - VT1 NPN uo VT2 PNP RL VD1 VD2 b1 b2 R + t ui O t iC1 O t iC2 O t uO O 优点：单电源供电。 缺点：低频特性差。 OCL甲乙类互补对称电路 优点：直接耦合，频率特性好。 缺点：双电源供电。 互补对称电路主要参数的估算 OCL互补对称电路主要参数的估算 Ucem=VCC-UCES -uCE2 Q iC1 O iC2 uCE1 A O B Icm1 Icm2 Ucem1 UCES VCC RL VCC 最大输出功率 Ucem =VCC –UCES 效率 功率三极管的极限参数 ▼ 集电极最大允许电流ICM ▼ 集电极最大允许反向电压U(BR)CEO ▼ 集电极最大允许耗散功率PCM PCM 0.2 Pom OTL互补对称电路主要参数的估算 2 -uCE2 Q iC1 O iC2 uCE1 A O B Icm1 Icm2 Ucem1 UCES VCC 交流负载线 2RL VCC 最大输出功率 效率 功率三极管的极限参数 ▼ 集电极最大允许电流ICM ▼ 集电极最大允许反向电压U(BR)CEO ▼ 集电极最大允许耗散功率PCM PCM 0.2 Pom 4.3 采用复合管的互补对称式放大电路 复合管的接法及其β和rbe 复合管的接法 保证前级三极管的输出电流与后级三极管的输入电流的实际方向一致。 外加电压的极性应保证前后两个三极管均为发射结正偏，集电结反偏，使两管都工作在放大区。 目的：扩大电流的驱动能力。 类型与原来相同 类型与前级三极管相同 复合管的β和rbe ΔiE1=ΔiB2=(1+β1)ΔiB1 ΔiC1=β1ΔiB1 ΔiC2=β2(1+β1)ΔiB1 (β1+β2+β1β2)ΔiB rbe=rbe1+(1+β1)rbe2