功率放大电路基础知识讲解VIP免费

第三章功率放大电路第一节学习要求第二节功率放大电路的一般问题第三节乙类双电源互补对称功率放大电路第四节甲乙类互补对称功率放大器第一节学习要求：1．了解功率放大电路的主要特点及其分类；2．熟悉常用功放电路的工作原理及最大输出功率和效率的计算；3．了解集成功率放大电路及其应用。本章的重点：OCL、OTL功率放大器本章的难点：功率放大电路主要参数分析与计算第二节功率放大电路的一般问题功放以获得输出功率为直接目的。它的一个基本问题就是在电源一定的条件下能输出多大的信号功率。功率放大器既然要有较大的输出功率，当然也要求电源供给更大的注入功率。因此，功放的另一基本问题是工作效率问题。即有多少注入功率能转换成信号功率。另外，功放在大信号下的失真，大功率运行时的热稳定性等问题也是需要研究和解决的。一、功率放大电路的特点、基本概念和类型1、特点：(1)输出功率大(2)效率高(3)大信号工作状态(4)功率BJT的散热2、功率放大电路的类型(1)甲类功率放大器特点：·工作点Q处于放大区，基本在负载线的中间，见图5.1。·在输入信号的整个周期内，三极管都有电流通过。·导通角为360度。缺点：效率较低，即使在理想情况下，效率只能达到50%。由于有ICQ的存在，无论有没有信号，电源始终不断地输送功率。当没有信号输入时，这些功率全部消耗在晶体管和电阻上，并转化为热量形式耗散出去；当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率。作用：通常用于小信号电压放大器；也可以用于小功率的功率放大器。(2)乙类功率放大器特点：·工作点Q处于截止区。·半个周期内有电流流过三极管，导通角为180度。·由于ICQ=0，使得没有信号时，管耗很小，从而效率提高。缺点：波形被切掉一半，严重失真，如图5.2所示。作用：用于功率放大。(3)甲乙类功率放大器特点：·工作点Q处于放大区偏下。·大半个周期内有电流流过三极管，导通角大于180度而小于360度。·由于存在较小的ICQ，所以效率较乙类低，较甲类高。缺点：波形被切掉一部分，严重失真，如图5.3所示。作用：用于功率放大。返回第三节乙类双电源互补对称功率放大电路一、电路组成在图5.4所示电路中，两晶体管分别为NPN管和PNP管，由于它们的特性相近，故称为互补对称管。静态时，两管的ICQ=0；有输入信号时，两管轮流导通，相互补充。既避免了输出波形的严重失真，又提高了电路的效率。由于两管互补对方的不足，工作性能对称，所以这种电路通常称为互补对称电路。二、分析计算1.输出特性曲线的合成因为输出信号是两管共同作用的结果，所以将T1、T2合成一个能反映输出信号和通过负载的电流的特性曲线。合成时考虑到：（1）vi=0时,VCEQ1=Vcc，-VCEQ2=Vcc，因此Q1=Q2。（2）由流过RL的电流方向知ic1与ic2方向相反。即两个纵坐标轴相反。（3）特性的横坐标应符合：vCE1+vEC2=Vcc-(-Vcc)=2VccvCE1的原点与-vCE2=2Vcc点重合；-vCE2的原点与+vCE1=2Vcc点重合。由以上三点，得两管的合成曲线如图5.6所示。这时负载线过Vcc点形成一条斜线，其斜率为-/RL。显然，允许的iC的最大变化范围为2ICm，vCE的变化范围为2（VCC-VCES）=2Vcem=2IcmRL。如果忽略BJT的饱和压降VCES，Vcem=IcmRL≈VCC。2.计算输出功率Po在输入正弦信号幅度足够的前提下，即能驱使工作点沿负载线在截止点与临界饱和点之间移动。如图5.6所示波形。输出功率用输出电压有效值V0和输出电流I0的乘积来表示。设输出电压的幅值为Vom，则这恰好是图5.6中△ABQ的面积。因为Iom=Vom/RL，所以图5.5中的T1、T2可以看成工作在射极输出器状态，AV≈1。当输入信号足够大，使Vim=Vom=Vcem=VCC-VCES≈VCC和Iom=Icm时，可获得最大的输出功率由上述对Po的讨论可知，要提供放大器的输出功率，可以增大电源电压VCC或降低负载阻抗RL。但必须正确选择功率三极管的参数和施加必要的散热条件，以保证其安全工作。3.BJT的管耗PT4、电源提供的功率5、效率η三、功率BJT的选择1、最大管耗和最大输出功率的关系上式表明：当Vom"0.6VCC时，BJT具有最大的管耗，因此，功率三极管的选择应满足以下条件：例题：P220，5.2.3已知：vi为正弦波，RL=8W，VCES=0，Pom=9W求（1）±VCC的最小值，...