功率放大电路本章要求：了解功率放大电路的任务特点和要求.DOCVIP

第六章 功率放大电路 本章要求： 了解功率放大电路的任务、特点和要求 ； 掌握OCL、OTL电路的组成和工作原理； 理解OCL、OTL电路的性能分析； 了解典型集成功率放大电路。 6.1 功率放大电路的基本概念 6.1.1 功率放大电路的任务及基本要求 6.1.2功率放大电路的分类及特点 功率放大器按工作方式来分，有甲类、乙类、甲乙类和丙类四种。在输入信号的整个周期内都有集电极电流通过三极管，这种工作方式称为甲类；仅在输入信号的半个周期内有集电极电流通过三极管，这种工作方式称为乙类；在输入信号超过半个周期内有集电极电流通过三极管则为甲乙类；在输入信号小于半个周期内有集电极电流通过三极管称为丙类。 6.2 互补对称式功率放大器 6.2.1 OCL功放电路 1.电路组成 乙类互补功率放大电路如图6-2所示。它由一对特性相同的NPN、PNP互补三极管组成，采用正、负两组电源供电，当电路对称时，输出端的静态电位等于零，这种电路也称为OCL互补功率放大电路。 2.工作原理 静态时，VT1和VT2均截止。 当输入信号处于正半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时NPN型三极管VT1导通，PNP型三极管VT2截止，有电流iE1由上到下通过负载RL。 当输入信号处于负半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时PNP型三极管VT2导通，NPN型三极管VT1截止，有电流iE2由下到上通过负载RL。 当输入信号很小时，达不到三极管的开启电压，三极管不导电。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真，这个失真称为交越失真。如图6-3b)所示。 为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置电压，使之工作在甲乙类。此时的互补功率放大电路如图6-4所示。 3.参数计算 (1)最大不失真输出功率Pomax (2)电源功率PV (3)三极管的管耗PT (4)效率η 4.大功率三极管输出特性曲线的分区 在大功率三极管的输出特性中，有放大区、饱和区、截止区、过电流区、过电压区和过损耗区。它们的位置如图6-6所示。 过电流区是由最大允许集电极电流确定的，超过此值，β将明显下降。 过电压区由c、e间的击穿电压U(BR)CEO所决定。 过损耗区由集电极最大功耗PCM所决定。 5．功率管的选择 由于每管的uCEmax≈2VCC(一管截止而另一管临界饱和时)，iC≈VCC/RL，且PTm≈0.2Pom，故功率管的选择应满足： 6.2.2 OTL功放电路 1.电路组成 单电源互补功率放大电路如图6-7所示。当电路对称时，输出端的静态电位等于VCC /2。为了使负载上仅获得交流信号，用一个电容器串联在负载与输出端之间。这种功率放大电路 也称为OTL互补功率放大电路。 电容器的容量由放大电路的下限频率确定，即 2．工作原理 静态时，VT1和VT2均截止。 当输入信号处于正半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时NPN型三极管VT1导通，PNP型三极管VT2截止，有电流iE1由上到下通过负载RL，同时对电容充电，使电容C两端直流电压为VCC /2。 当输入信号处于负半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时电容两端电压相当于负电源，PNP型三极管VT2导通，NPN型三极管VT1截止，有电流iE2由下到上通过负载RL。 3.参数计算 6.3 集成功率放大器 6.3.1 集成功率放大器概述 6.3.2 DG4100 1.DG4100型集成功率放大器的内部结构 2.DG4100型集成功率放大器的使用方法 C1是输入耦合电容，C2是电源滤波电容；C3、Rf和内部电阻R11组成串联电压交流负反馈电路， C4是滤波电容，C5是去耦电容， C6和C7是消振电容，C8是输出电容，C9是“自举电容”， C10的作用是高频衰减 。 6.3.3 LM386 1．LM386的特点 它是8脚DIP封装，消耗的静态电流约为4mA，是应用电池供电的理想器件。该集成功率放大器同时还提供电压增益放大，其电压增益通过外部连接的变化可在20～200范围内调节。其供电电源电压范围为4～15V，在8W负载下，最大输出功率为325mW，内部设有过载保护电路。功率放大器的输入阻抗为50kW，频带宽度300kHz。 2．LM386的典型应用