第9章 功率放大电路.ppt

甲类放大器与乙类放大器的两点比较： (1) 甲类放大器中的电源供给功率PV与信号大小无关，而乙类放大器的电源供给功率PV随信号的大小而变：静态时，其值为零；信号增大时，其值随之增大；当Ucem最大亦即Po 最大时，电源供给功率PV也达 到最大。 (2) 甲类放大时，静态管耗最大。而乙类工作时，静态管耗却为零，当Uom由小增大时，由于PT是Uom的 二次函数，它们之间是非单调变化关系。当om=0.64VCC时，PT达到最大。 * 南航金城学院自动化系模电课程组 第9章 功率放大电路 9.1 功率放大电路概述 9.2 互补功率放大电路 9.1 功率放大电路概述 例： 扩音系统 执行机构 功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。 功率放大 电压放大 信号提取 例：温度控制 R1-R3:标准电阻 Ua : 基准电压 Rt :热敏电阻 A：电压放大器 Rt T UO 室温T 温度调节 过程 Ub UO1 uo R1 a R2 Usc + R3 Rt 功 放 b 温控室 A + - uo1 加热元件 9.1 功率放大电路概述 放大器方框图如下： 由电压放大电路组成， 不失真地提高信号电压幅度 保证信号失真在允许范围， 提高输出功率，以驱动负载 9.1.1 功率放大电路的特点 一. 功率放大电路的特点 负载 (换能器) 前 置 放大级 功 率 放大级 信号源 功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。为了获得大的输出功率，必须使： 输出信号电压大 输出信号电流大 放大电路的输出电阻 与负载匹配 9.1.1 功率放大电路的特点 ? 功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值： ICM、UCEM、PCM。 PCM U（BR）CEO ICM B I CE u i (V) I B C =100uA B =80uA =60uA (mA) I I B =0 B =40uA =20uA B I I 安全区 功放的特点： 9.1.1 功率放大电路的特点 ? 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。 ? 电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率η。 负载上得到的交流信号功率 直流电源提供功率 9.1.1 功率放大电路的特点 问题讨论： 射极输出器输出电阻低，带负载能力强，可以用做功率放大器吗？ 射极输出器效率低的原因 一般射极输出器静态工作点（Q）设置较高（靠近负载线中部），信号波形正负半周均不失真。电路中存在的静态电流（ICQ），在晶体管和射极电阻中造成较大静态损耗，致使效率降低。 不可以用作功率放大器，因为效率低 9.1.1 功率放大电路的特点 效率低，不适合用作功放 这种工作方式叫做甲类放大 设Q点正好在负载线重点，若忽略晶体管的饱和压降，则有UCEQ=1/2USC ICQ=USC/2RL 9.1.1 功率放大电路的特点 二、提高效率途径 iC/mA ω t 0 iC/mA uCE/V Q 0 甲类放大——整个周期内均有电流。 失真小， η低 RB +VCC C1 C2 RE RL ui uo 9.1.1 功率放大电路的特点 0 iC/mA ω t iC/mA uCE/V Q 0 乙类放大——半个周期导通有电流。 失真大， η高 +VCC RL ui uo 9.1.1 功率放大电路的特点 甲乙类放大——半个周期以上有电流。 iC/mA ω t 0 iC/mA uCE/V Q 0 既降Q又不失真： 采用推挽输出电路，或 互补对称射极输出器。 9.1.1 功率放大电路的特点 由图可得： 乙类放大（c）， 效率最高； 甲乙类放大（b）， 效率其次； 甲类放大（a）， 效率最低。 9.1.1 功率放大电路的特点 例：如图(a)所示的射极跟随器处于甲类工作状态，设VCC=6V，RL=8Ω，三极管的β=40，ICEO、UCES忽略不计。试求在充分激励下，该电路的最大不失真输出功率和效率。 解：由基本放大器知识可知，当静态工作点Q平分交流负载线时，该电路在充分激励下有最大的不失真输出电压，如图(b)所示。此时电路的输出功率也为最大。 9.1.1 功率放大电路的特点 （1）静态 静态工作点 UCEQ=VCC/2=6/2=3(V) ICQ=(VCC－UCEQ)/RL=3