电工学第15章讲述.ppt

* * 备注 15.8.6　场效应管放大电路的特点 1. 场效应管是电压控制元件； 2. 栅极几乎不取用电流，输入电阻非常高； 3. 一种极性的载流子导电，噪声小，受外界温度及　　　　辐射影响小； 4. 制造工艺简单，有利于大规模集成； 5. 存放管子应将栅源极短路，焊接时烙铁外壳应接　　　地良好，防止漏电击穿管子； 6. 跨导较小，电压放大倍数一般比三极管低。 15.9　功率放大电路概述 能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。 功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。 功放电路的要求： Pomax 大，三极管极限工作 ? = Pomax / PV 要高 失真要小 15.9.1　功率放大电路的特点 一、主要技术指标 1.最大输出功率Pom 功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。是交流功率，表达式为Po＝IoUo。 最大输出功率是在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率 2.转换效率? 功率放大电路的最大输出功率与电源提供的直流功率之比。直流功率等于电源输出电流平均值及电压之积。 3.最大输出电压Uom 二、功率放大电路中的晶体管 在功率放大电路中，为使输出功率尽可能大，要求晶体管工作在极限应用状态。 选择功放管时，要注意极限参数的选择，还要注意其散热条件，使用时必须安装合适的散热片和各种保护措施。 晶体管集电极电流最大时接近ICM 晶体管管压降最大时接近U（BR）CEO 晶体管耗散功率最大时接近PCM 三、功率放大电路的分析方法 采用图解法 15.9.2　功率放大电路的组成　 一、为什么共射放大电路不宜用作功率放大电路 共射放大电路 输出功率和效率的图解分析 直流电源提供的直流功率为ICQ VCC 即图中矩形ABCO的面积。 集电极电阻RC的功率损耗为I2CQRC 即图中矩形QBCD的面积。 晶体管集电极耗散功率为ICQ UCEQ 即图中矩形AQDO的面积。 1.无输入信号作用时 输出功率和效率的图解分析 2.在输入信号为正弦波时，若集电极电流也为正弦波 直流电源提供的直流功率不变 负载电阻RL上所获得的功率PO仅为P/Om的一部分。 R/L(=RC//RL)上获得的最大交流功率P/Om为 即图中三角形QDE的面积 共射放大电路输出功率小，效率低（25℅） ，不宜作功放。 二、变压器耦合功率放大电路 传统的功放为变压器耦合式电路 电源提供的功率为PV＝ICQ VCC 　，全部消耗在管子上。 则可作出交流负载线 　RL等效到原边的电阻为 变压器原边线圈电阻可忽略不计，直流负载线 垂直于横轴且过(VCC ，0)。 　 在理想变压器的情况下，最大输出功率为 即三角形QAB的面积 在输入信号为正弦波时，若集电极电流也为正弦波 直流电源提供的功率不变 电路的最大效率为: Pom / PV =50 ℅ 实用的变压器功率放大电路 希望输入信号为零时，电源不提供功率，输入信号愈大，负载获得的功率也愈大，电源提供的功率也随之增大，从而提高效率。 变压器耦合乙类推挽功率放大电路 变压器耦合乙类推挽功率放大电路 同类型管子在电路中交替导通的方式称为“推挽”工作方式。 无输入信号，二管截止 有输入信号，二管交替导通 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 甲类(? = 2? ) ?t iC O Icm ? 2? ICQ ?t iC O Icm ? 2? ICQ 乙类(? = ? ) ?t iC O Icm ? ICQ 2? 甲乙类( ? ? 2? ) 丙类： 导通角?小于? 。 丁类：功放管工作在开关状态，管子　　　仅在饱和导通时消耗功率。 集电极电流iC将严重失真。 三、无输出变压器的功率电路Output Transformerless （OTL电路） 用一个大容量电容取代了变压器(电容：几百~几千微法的电解电容器） 　OTL电路 静态时：前级电路应使基极电位为VCC/2，发射结电位为VCC/2 ，故电容上的电压也VCC/2。 单电源供电。T1和T2特性对称 工作时： T1和T2轮流导通，电路为射极跟随状态。 OTL工作在乙类工作状态， 会出现交越失真。 四、无输出电容的功率放大电路 Output Capacitorless（OCL电路） 双电源供电,T1和T2特性对称 　OCL电路 静态时: T1和T2均截止，输出电压为零。 工作时: T1和T2交替工作，正、负电源交替供电，输出与输入之间双向跟随。 不同类型的二只晶体管交替工作，且均组成射极输出形式的电路称为“互补