重庆大学《模拟电子技术》第9章集成电路运算放大器.pptVIP

9.1 电流源电路 6.2 差分式放大电路 集成放大器的符号和外形 RL + + _ vo vi+VCC/2 T1 T2 +VCC vE C 9.4.3 乙类OTL电路和乙类BTL电路 图9.4.4 （a） OTL 电路 1．乙类OTL电路 OTL电路：负载与放大电路电容耦合，输出端无变压器，故称为OTL（Output Transformer-Less）功率放大电路，简称OTL电路。 在图（a）中，静态时，通过偏置电路（图中未画出）为输入端提供半电源电压（VCC /2），集电极电流为零，功率管工作在乙类状态，发射极电位和电容电压等于半电源电压。 在vi的正半周，T2 截止；T1工作在放大状态，vo=vi，并且电容充电。 在vi的负半周，T1截止；T2 导通，电容放电（其等效为一个VCC /2的电源）使T2工作在放大状态，vo=vi。 每个射极输出器轮流工作半个周期，负载获得完整的正弦电压。 因为功率放大电路的负载电阻很小，为了保证可靠的信号耦合，输出电容的容量必须很大。 RL + + _ vo vi+VCC/2 T1 T2 +VCC vE C 图9.4.4 （a） OTL 电路 在OCL电路的全部参数计算表达式中，用VCC /2替换VCC就得到OTL电路的全部参数计算表达式。 OTL电路的缺点 低频响应差， 输出电容容量很大。 OTL电路参数计算 动态时，vo1= vi，vo2= -vi，vo= vo1- vo2=2 vi。在相同的电源电压时，输出功率是OTL电路的4倍，而与OCL电路相同。 2．乙类BTL电路 图9.4.4 （b） BTL 电路 +VCC RL + vo - T1 T2 T3 T4 vi+VCC/2 -vi+VCC/2 vo1 vo2 在图（b）中，T1和T2、T3和T4各形成一个互补射极输出器，负载跨接在2个输出之间，输出端无变压器。要求T1、T2、T3和T4的特性一致（组成平衡电桥），2个互补射极输出器输入信号相位相反，故称为BTL（Balanced Transformer-Less）功率放大电路，简称BTL电路。 静态时，各管集电极电流为零，功率管工作在乙类状态，发射极电位等于半电源电压，vo=0。 BTL电路需要4个功率管，给功率管的散热和保护增加了难度。 每一个互补射极输出器的参数计算表达式与OTL电路相同。 9.4.4 甲乙类互补对称功率放大电路 1．乙类功率放大电路存在的问题 前述的OCL、OTL和BTL电路统称为乙类互补对称功率放大电路。其特点是输出功率大，效率高，输出电阻小，带负载能力强。 但还存在下述问题： 图9.4.5 复合管乙类OCL电路 +VCC RL + _ vo vi -VCC T1 T2 io +VCC RL _ vo vi -VCC T1 T2 io T3 + (1)要求输入电压幅度大 (2)功率管的对称性 要求NPN和PNP功放管的特性一致。由于制造工艺的限制，很难实现。可用复合管组成PNP管（或NPN管。 T2和T3组成PNP复合管，当T1和T3特性一致时，输出电压失真小。 (3) 交越失真 图9.4.5 乙类互补对称电路的交越失真 （b）交越失真的波形 vi 交越失真 0 vo/V Vth -Vth ωt +VCC RL + _ vo vi -VCC （a）电路 T1 T2 ωt 克服交越失真的方法 适当增加静态电流，使功率管工作在甲乙类状态，组成甲乙类互补对称功率放大电路。下面介绍甲乙类OTL电路。 在乙类互补对称电路中，当vi小于晶体管的开启电压︱Vth︱ 时，T1和T2都截止，输出电压为零。在过零处，输出电压与输入电压的波形不同，出现失真，称为交越失真，如图9.4.5（b）所示。 甲乙类OCL电路和甲乙类BTL电路可参照甲乙类OTL电路克服交越失真。 放电 充电 图9.4.6 甲乙类OTL电路 RL + _ vo vi +VCC R3 RP R4 D1 T1 T2 K iC1I vC C1 + _ R1 + C T3 D2 iB2 iB1 b1 b2 R2 2．甲乙类OTL电路 T1和T2是功率输出级，二极管D1和D2是其静态偏置电路； T3、R3及其外围元件组成共射级放大电路，称为功率输出级的前置放大电路。 静态时， +VCC、D1、D2、T3、R4和地组成的直流通路使二极管微导通，在功率管T1和T2的基极之 间产生电压 VB1B2=VD1+VD2 调整电位器RP，使VB1B2略大于T1和T2的发射结开启电压之和，则使两管都处于甲乙类工作状态，同时，使K点电位为半电源电压（VCC /2）。