模拟电子技术基础简明教程(第三版)第四章.ppt
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* 第四章 功率放大电路 * 第一节 功率放大电路的主要特点 对放大电路的要求 放大电路中三极管的工作状态 放大电路的分析方法 下页 总目录 在一些电子设备中,常要求放大电路的输出级能带动某种负载,因而要求放大电路有足够大的输出功率。这种放大电路通称为功率放大器。 1. 根据负载要求,提供足够的输出功率。 最大输出功率Pom : 在正弦输入信号下,输出波形不超过规定的非线性失真指标时, 放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。 2 1 UcemIcm = 2 · Icm 2 Pom= Ucem 共射接法下 一、 对放大电路的要求 下页 上页 首页 式中 po 为放大电路输出给负载的功率, 而 pv 为直流电源Vcc所提供的功率。 po pv η = 放大电路的效率可表示为 2. 具有较高的效率。 放大电路输出给负载的功率由直流电源提供。 在输出功率比较大的情况下,效率问题更为重要。 如果功率放大电路的效率不高,不仅造成能量的浪费,而且消耗在放大电路内部的电能将转换成为热量,使管子、元件等温度升高,因而不得不选用较大容量的放大管和其他设备,很不经济。 下页 上页 首页 选用放大三极管时,极限参数应留有一定的余地。 下页 上页 二、放大电路中三极管的工作状态 在功率放大电路中,三极管工作在大信号状态, 使得管子的特性曲线的非线性问题充分暴露出来。 在实际的功率放大电路中,应根据负载的要求, 尽量设法减小输出波形的非线性失真。 当功率放大电路工作时, 应防止三极管的工作点超出安全工作去的范围。 首页 在功率放大电路中,由于三极管的工作点在大范围内变化,因此,对电路进行分析时,一般不能采用微变等效电路法,常采用图解法分析放大电路的静态和动态工作情况。 下页 上页 三、放大电路的分析方法 从功率放大电路的上述特点,可以组成功率放大的具体电路。 考虑电路的具体形式时,主要应注意使放大电路具有足够的输出功率和较高的效率,并尽量减小输出波形的非线性失真。 首页 第二节 互补对称式功率放大电路 电路的组成和工作原理 互补对称电路主要参数的估算 下页 总目录 一、 电路组成和工作原理 1. OTL乙类互补对称电路 R1 和 R2确定放大电路的静态电位。 2 VCC 调整R1 和 R2的值,使静态时两管的发射极电位为 2 VCC 电容C2两端的电压也等于 动态时电容两端的电压保持0.5VCC的数值基本不变。 R2 + R1 +VCC C2 - VT1 NPN ui uo VT2 PNP RL OTL乙类互补对称电路 C1 + 下页 上页 首页 o t ic1 o t ic2 o t iL o t ui 交越失真 ic1 ic2 iL ui 0时VT1导通VT2截止。 ui 0时VT2导通VT1截止。 iL = iC1 – iC2 下页 上页 R2 + R1 +VCC C2 - VT1 NPN ui uo VT2 PNP RL C1 + 首页 动画 2. OTL甲乙类互补对称电路 iC1 iC2 iL iB1 iB2 R 、VD1和VD2为两管提供了静态基极电流IB1和IB2 避免了ui较小时两管同时截止 减小了交越失真。 iC1 和 iC2不为零, 静态时为零 下页 上页 R2 R1 ui + +VCC C1 - VT1 NPN uo VT2 PNP 2 VCC RL VD1 VD2 b1 b2 R + 首页 O t iC1 O t iC2 O t iL OTL甲乙类互补对称电路的波形图 O t ui 下页 上页 R2 R1 ui + +VCC C1 - VT1 NPN uo VT2 PNP 2 VCC RL VD1 VD2 b1 b2 R + iC1 iC2 iL 首页 仿真 Ucem = VCC - UCES 静态时 UCE1 = +VCC , UCE2 = -VCC 。 下页 上页 OCL甲乙类互补对称输出级 -VCC R2 R1 ui +VCC VT1 NPN uo VT2 PNP RL VD1 VD2 b1 b2 R iC1 iC2 iL 3. OCL甲乙类互补对称电路 OCL电路省去了大电容,即改善了低频响应,又有利于实现集成化,应用更为广泛。 首页 仿真 下页 上页 OCL电路存在的主要问题: 两个三极管的发射极直接连到负载电阻上, 如果静态工作点失调或电路内元器件损坏, 将造成一个较大的电流长时间流过负载, 可能造成电路损坏。 为了防止出现此种情况,实际使用的电路中, 常常在负载回路接入熔断丝作为保护措施。 首页 ui 0时工作点沿QA上移。 ui 0时工作点沿QB下移。 Ucem= Vcc - UCES 若VT1、VT2对称 下
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