模拟电子线路 第三章 功率放大电路

第一节 学习要求:

1.了解功率放大电路的主要特点及其分类;

2.熟悉常用功放电路的工作原理及最大输出功率和效率 的计算;

3.了解集成功率放大电路及其应用。

本章的重点:

ocl、otl 功率放大器

本章的难点:

功率放大电路主要参数分析与计算
第二节 功率放大电路的一般问题
  功放以获得输出功率为直接目的。它的一个基本问题就是在电源一定的条件下能输出多大的信号功率。功率放大器既然要有较大的输出功率,当然也要求电源供给更大的注入功率。因此,功放的另一基本问题是工作效率问题。即有多少注入功率能转换成信号功率。另外, 功放在大信号下的失真,大功率运行时的热稳定性等问题也是需要研究和解决的。

一、功率放大电路的特点、基本概念和类型

1、特点:

(1) 输出功率大

(2) 效率高

(3) 大信号工作状态

(4) 功率bjt的散热

2、功率放大电路的类型

(1) 甲类功率放大器
                           

特点:

· 工作点q处于放大区,基本在负载线的中间,见图5.1。

· 在输入信号的整个周期内,三极管都有电流通过。

· 导通角为360度。

缺点:

  效率较低,即使在理想情况下,效率只能达到50%。

  

  由于有icq的存在,无论有没有信号,电源始终不断地输送功率。当没有信号输入时,这些功率全部消耗在晶体管和电阻上,并转化为热量形式耗散出去;当有信号输入时,其中一部分转化为有用的输出功率。

作用:

  通常用于小信号电压放大器;也可以用于小功率的功率放大器。

(2) 乙类功率放大器
   

特点:

· 工作点q处于截止区。

· 半个周期内有电流流过三极管,导通角为180度。

· 由于icq=0,使得没有信号时,管耗很小,从而效率提高。 
缺点:

  波形被切掉一半,严重失真,如图5.2所示。

作用:

  用于功率放大。

(3) 甲乙类功率放大器
 

特点:

· 工作点q处于放大区偏下。

· 大半个周期内有电流流过三极管,导通角大于180度而小于360度。

· 由于存在较小的icq,所以效率较乙类低,较甲类高。

    
缺点:

   波形被切掉一部分,严重失真,如图5.3所示。

作用:

   用于功率放大。

第三节 乙类双电源互补对称功率放大电路
                    

一、电路组成                  

  在图5.4所示电路中,两晶体管分别为npn管和pnp管,由于它们的特性相近,故称为互补对称管。

  静态时,两管的icq=0;有输入信号时,两管轮流导通,相互补充 。既避免了输出波形的严重失真,又提高了电路的效率。

  由于两管互补对方的不足,工作性能对称, 所以这种电路通常称为互补对称电路。

                   

      

二、分析计算

1. 输出特性曲线的合成
     

  因为输出信号是两管共同作用的结果, 所以将t1、t2合成一个能反映输出信号和通过负载的电流的特性曲线。合成时考虑到:

  (1)vi=0时,vceq1=vcc , -vceq2=vcc, 因此 q1=q2 。

  (2)由流过rl的电流方向知ic1与ic2方向相反。即两个纵坐标轴相反。

  (3)特性的横坐标应符合:vce1+vec2=vcc-(-vcc)=2vcc

   vce1的原点与-vce2=2vcc点重合;-vce2的原点与+vce1=2vcc点重合。

  由以上三点,得两管的合成曲线如图5.6所示。这时负载线过vcc点形成一条斜线,其斜率为-/rl。显然,允许的ic的最大变化范围为2icm,vce的变化范围为2(vcc-vces)=2vcem=2icmrl。如果忽略bjt的饱和压降vces,vcem=icmrl≈vcc。
2. 计算输出功率po

  在输入正弦信号幅度足够的前提下,即能驱使工作点沿负载线在截止点与临界饱和点之间移动。如图5.6所示波形。 输出功率用输出电压有效值v0和输出电流i0的乘积来表示。设输出电压的幅值为vom,则 

  

  这恰好是图5.6中△abq的面积。因为iom=vom/rl,所以

  

  图5.5中的t1 、t2可以看成工

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计  模拟电子