低频功率放大器VIP免费

第4章低频功率放大电路4.1特点和分类4.2功率放大器的电路组成和工作特性4.3乙类推挽功率放大电路4.1.1功率放大器特点与其它放大器相比相同点：均在输入信号作用下，将直流电源的直流功率转换为输出信号功率。不同点：性能要求和运用特性不同。一、功率放大器的性能要求4.安全。输出功率大，管子大信号极限条件下运用。2.高效率。4.1特点和分类用ηc集电极效率(CollectorEfficiency)衡量转换效率：CooDocPPPPPPo——输出信号功率(OutputSignalPower)；式中：PU——电源提供的功率；PC——管耗(PowerDissipation)Po一定，ηc高→PD小→PC小→可选PCM小的管子，以降低费用。U3.失真小。输出功率越大，相应的动态电压电流越大，器件特性非线性引起的非线性失真也越大。除采用反馈技术外，还必须限制输出功率。作为放大器，功率增益是重要的性能指标，但与上述三个要求相比，安全、高效和小失真是第一位的。功率增益可用增加前置级的级数或提高相应的增益来弥补。二、功率管的分类4.功率管的运用状态根据功率管在一个信号周期内导通时间的不同，功率管运用状态可分为甲类、乙类、甲乙类、丁类等多种。功率管运用状态通常靠选择静态工作点来实现。甲类：功率管在一个周期内导通(如小信号放大)。乙类：功率管仅在半个周期内导通。甲乙类：管子在大于半个周期小于一个周期内导通。丁类：功率管工作在开关状态。2.不同运用状态下的ηC管子的运用状态不同，相应的ηCmax也不同。CoocPPP减小PC可提高ηC。假设集电极瞬时电流和电压分别为iC和vCE，则PC为π2oCECCdπ21tviP讨论：若减少PC，则要减少iC×vCE途径1：由甲类→甲乙类→乙类，减小管子在信号周期内的导通时间，即增大iC＝0的时间。途径2：使管子运用在开关状态(又称丁类)；管子在半个周期内饱和导通，另半个周期内截止。饱和导通时，vCE≈vCE(sat)很小，因此导通的半个周期内，瞬时管耗iC×vCE处在很小的值上。截止时，不论vCE为何值，iC趋于0，iC×vCE也处在零值附近。结果PC很小，ηC显著增大。总结：为提高集电极效率，管子的运用状态从甲类向乙类、丙类或开关工作的丁类转变。但随着效率的提高，集电极电流波形失真严重，为实现不失真放大，在电路中需采取特定措施。功率管是功率放大电路的关键器件，如何选择功率管的运用状态，并保证它们安全工作是需要共同解决的问题。为此，必须首先了解功率器件的极限参数及安全工作区。双极型功率晶体管的安全工作受到三个极限参数的限制：(1)集电极最大允许管耗PCM。还与散热条件密切相关(2)集电极击穿电压V(BR)CEO(3)集电极最大允许电流ICM以上与功率管的结构，工艺参数，封装形式有关。一、功率管散热和相应的PCM耗散在功率管中的功率PC主要消耗在集电结上，造成集电结发热，结温升高。金属底座又与管壳相连的结构。此外，金属底座还加装金属散热器(如图)(a)(b)功率管底座上加装散热器(c)相应的热等效电路实践中，为了利于集电结的散热，以提高PCM，双极型功率管都采用集电极直接固定在金属底座上，4.2功率放大器的电路组成和工作特性在放大原理上，功率放大器与其它放大器一样，都是能量转换器，但是，由于要求不同，因而在电路组成和运用特性上，功率放大器却有不同的特点。4.2.1从一个例子讲起图(a)为放大器的基本电路，现将其作为功率放大器来分析它的功率性能。由此提示功率放大电路组成及其工作性能上的特点。二、乙类推挽功率放大器乙类工作时，为了在负载上合成完整的正弦波，必须采用两管轮流导通的推挽(Push-Pull)电路。可有多种实现方案：(1)变压器耦合乙类推挽功放(OCL)(2)互补推挽功放(OTL)4.变压器耦合功放(1)电路结构Tr1——输入变压器，利用次级绕组的中心抽头将vi(t)分成两个幅值相等，极性相反的激励电压1ii2vv，分别加在两管的基射极之间，实现两管轮流导通。Tr2——输出变压器，隔断iC1和iC2中的平均分量，并利用初级绕组的中心抽头将iC1和iC2中的基波分量在RL中叠加，输出正弦波。T1和T2——特性配对、相同导电类型的NPN功率管(2)工作原理(忽略射结导通压降)vi1(t)＞0时，vi2(t)＜0，T1管导通，T2管截止，ic1处于正半周的半个正弦波；vi2...