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第四章 功率放大器 4.1 概述 * 4.1 概 述 4.2 乙类互补对称功率放大电路 4.3 甲乙类互补对称功率放大电路 *4.4 集成功率放大器 甲乙类双电源互补对称电路 甲乙类单电源互补对称电路 例： 扩音系统 实际负载 什么是功率放大器？ 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 功率放大 电压放大 信号提取 电压放大器 功率放大器 放大电压信号 获得大的输出功率 Au Ri Ro Po=UoIo 小信号——微变等效电路分析法 大信号——图解法 本质相同 一. 功放电路的特点 （2） 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 。 ICM PCM UCEM （1）输出功率Po尽可能大 Ic uce (3) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。 (4) 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（?）。 Po: 负载上得到的交流信号功率。 PE :电源提供的直流功率。 （5）功放管散热和保护问题 二. 甲类功率放大器分析 1.三极管的静态功耗： 若 电源提供的平均功耗： 则 Ic uce Q uceQ IcQ 2.动态功耗 （当输入信号Ui时） 输出功率: 要想PO大，就要使功率三角形的面积大，即必须使Vom 和Iom 都要大。 最大输出功率: M N Uom Iom 功率三角形 iC uCE Q UCEQ ICQ VCC 电源提供的功率 此电路的最高效率 甲类功率放大器存在的缺点： 输出功率小 静态功率大，效率低 三. BJT的几种工作状态 甲类：Q点适中，在正弦信号的整个周期内均有电流流过BJT。 甲乙类：介于两者之间，导通角大于180° iC uCE Q1 UCEQ ICQ VCC iC uCE Q3 ICQ VCC 乙类：静态电流为0，BJT只在正弦信号的半个周期内均导通。 iC uCE Q2 ICQ VCC 一. 结构 4.2 乙类互补对称功率放大电路 乙类状态的NPN、 PNP射极跟随器 互补组成对称式功放 L R ＋ u Ｔ １ V CC o u i － V CC Ｔ ２ L R u i u o 二、工作原理 ic1 静态时： 动态时:(设ui为正弦波) T1、T2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。 ui = 0V ? Ic1=Ic2=0（乙类状态） ? uo = 0V ui 负半周 T1截止，T2导通 ui 正半周 T1导通，T2截止 io= ic1 io=ic2 ＋ － u u Ｔ1 Ｔ2 V CC V CC o i L R io 形成uo正半周 形成uo负半周 ic2 Po=0 PT=0 PE=0 uo=VCC-uCE |△uo|= |△ uCE| Uom= Ucem io= iC Iom= Icm 三、分析计算——图解法 Icm Ucem 负载上的最大不失真输出电压为(极限值） Uom= Ucem =VCC - UCES ≈ VCC uCE iC1 iC2 Q VCC UCES 动画演示 最大不失真输出功率Pomax 1.输出功率Po 三、分析计算 一个管子的管耗 2.管耗PT 两管管耗 3.电源供给的功率PE 当 4.效率? 最高效率?max 四．三极管的最大管耗 使PT1对Uom求导，并令导数=0，有： 求得： 管耗： 最大管耗： 选功率管的原则： 1. PCM? PT1max =0.2PoM 2． 输入输出波形图 ui uo uo uo ′ 交越失真 死区电压 动画演示 乙类互补对称功放的缺点 交流短路 静态时: UBE1+| UBE2| = UD1+ UD2 = 0.7V+0.7V=1.4V 两管均处于微导通状态 ——甲乙类工作状态 IC1= - IC2 Io=0 Uo=0 动态时：设 ui 加入正弦信号。 电路中增加 R1、D1、D2、R2支路 1.结构: 4.3 甲乙类互补对称功率放大电路 一. 甲乙类双电源互补对称电路 功率、效率的计算套用乙类公式，误差在允许的范围内。 ui 正半周，T1通、T2止； ui 负半周，T2通、T1止。 2.基