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. .. 应用电子技术专业国家教学资源库 讲稿1：功率放大电路基础知识（2课时） 目标： 1．学习功率放大电路的联接方法 2．识别功率放大电路各级放大电路类型 3．会分析功率放大电路性能指标参数 讲解目录 一、什么是功率放大电路 二、功率放大电路需解决的问题 三、定量分析功率放大电路 四、测试功率放大电路基本参数（见实践项目） 五、例题 六、作业 讲课要点 一、什么是功率放大电路？ 在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。 例： 例： 扩音系统 实际负载 功率放大 电压放大 信号提取 二、功率放大电路需解决的问题 （1）输出功率Po尽可能大 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 。 （2）效率要高 Po: 负载上得到的交流信号功率。 PE ：电源提供的直流功率。 电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（h）。 （3）非线性失真要小 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。 （4）散热性能要好 三、定量分析功率放大电路 1. 电路的组成 互补对称： 电路中采用两个晶体管：NPN、PNP各一支；两管特性一致。组成互补对称式射极输出器。 2．电路的原理 3．输入输出波形与交越失真 4．图解分析 5．输出功率 6．最大效率 7．三极管的最大管耗PT1max 8．功放管的选择 9．交越失真的克服 10．用复合三极管做功放管，增加电流驱动能力 OCL功率放大电路及工作原理 电路模型 工作条件 静态特征 （1）正、负电源对称（双电源供电） （2） VT1和VT2两管特性对称（例如β1＝β2） （1） VQ=0（v） （2）ICQ1=ICQ2=0（mA） 电路原理（为简化分析的方便，设晶体管的死区电压为零） 输入正半波信号时 若输入端加一正弦信号，在正半周时，由于ui﹥0，即ui﹥uQ因此VT2截止，等效电路如下图所示。VT1导通承担放大任务，电流ie1流过负载，输出电压 输入半 波信号时 当输入信号处于负半周时，ui﹤0，因此VT1截止（等效电路如图所示），VT2导通承担放大任务，电流ie2流过负载，方向与正半周相反，输出电压 合成 在正弦波正负半波信号的推动下，VT1和VT2轮流导电，交替工作，使流过负载RL的电流为一完整的正弦信号，波形如左图所示。由于两个不同型号的管子互补对方的不足，且工作性能对称，故这种电路通常称为互补对称式功率放大电路 交流功率输出 乙类放大器的输出功率是指两管合成输出功率，可由下图求出： ·=··= 如果忽略晶体管饱和压降（sat）的影响，在上图示极限运用情况下，，则： 一般情况下，输出信号功率都是通过调整输入信号的大小来加以调整的 放大器的效率 将负载得到的信号功率PO和电源供给的直流功率PE的比值定义为放大器的效率，即=×100％。由于前置放大器的输出功率较小，功率与效率的矛盾并不突出。但功率放大器的输出功率较大，功率和效率的矛盾就上升为主要矛盾。理想的乙类放大器由于静态时 ICQ＝0，所以效率较高。通过理论计算说明在功放极限运用时（Uom≈Vcc），=78．5%，它比甲类放大器的理想最高效率50％提高了很多。 这个结论是假定互补对称电路工作在乙类、忽略管子的饱和压降和输入信号足够大情况下得来的，实际效率比这个数值要低些 OTL乙类推挽功率放大电路及工作原理 电路模型 工作条件 静态特征 （1）单电源供电 （2）C是输出耦合电客（一般为几百～几千微法） （3）VT1和VT2两管参数对称。 （1）=静态时，OTL电路中VT1和VT2是串联的。又因两管对称，所以两发射极连接点Q的直流电位（对地电压）=VCC/2（若不满足此要求，可通过调整电路元件参数达到）。 （2）ICQ1=ICQ2=0（乙类） 电路原理（为简化分析，设晶体管的死区电压为零） C的容量取值较大的原因 （1）C的容量大，则容抗小，可以减小耦合过程中的音频信号消耗 （2）C的容量大，相对充电量大，才能使C在VT1截止时充当VT2工作的直流电源 静态参数 输入正半波信 号时 当Ui﹥0时，两管基极电位上升，Q点电位以为基点跟随上升，因此VT1导通，VT2截止，等效电路如下图所示，由于C的耦合作用，负载上有正半波信号输出 输入负半波信号时 当Ui﹤0时，两管基极电位下降，VT1截止，VT2导通，随着C放电时间的推移，Q点电位跟随下降。等效电路如图所示，由于C的隔直、耦合作用，负载上有负半波信号输出 合成 在有正弦信号输入时，VT1、VT2轮流导通，交替工作。使流过负载的电流为完整