大学课件 模拟电子技术 chapt04

模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院第4章功率放大电路4.2互补对称功率放大电路4.3改进型OCL电路4.1概述*4.4集成功放及其应用小结第四章功率放大电路模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.1概述4.1.1功率放大的特点及主要性能指标Pomax大，三极管工作在极限状态=Pom/PV要高非线性失真要小特点：晶体管的散热与保护问题分析方法----图解法4.1.1功率放大的特点及性能指标模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.1.2功率放大电路的分类甲类：乙类：甲乙类：分类：0360T0180T00180360T4.1.2功率放大电路的分类（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院放大电路的工作状态甲类(2)tiCOIcM2ICQtiCOIcM2ICQ乙类()tiCOIcMICQ2甲乙类(2)4.1.2功率放大电路的分类（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院QuCEiCOtiCOQQ乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。4.1.2功率放大电路的分类（3）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.2.1互补对称功率放大电路的引出cecoUIPm+VCCRLC1+RBuce=uoceMcM21UICCCCCCVVIViP%25/VmaxomaxPPSuCEiCOtiCOQIcMUceM设“Q”设置在交流负载线中点VCCICS44.2互补对称功率放大电路1.甲类功率放大电路的输出功率与效率4.2.1互补对称功率放大电路（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院2.互补对称功率放大器的引出上图所示的射极跟随器输出电阻小，带负载能力强，适合作功率输出级，但由于RC的存在，它的静态电流较大，电路效率仍然较低。为了提高效率，必须使电路的静态损耗为0，即IB=0，IC=0，并且采用两个极性相反的射极跟随器组成乙类互补功率放大电路4.2.1互补对称功率放大电路（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.2.2OCL电路的组成与工作原理(OCL—OutputCapacitorless)电路组成及工作原理RLT1T2+VCC+ui+uoVCCui0T1导通T2截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui0T2导通T1截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0T1、T2截止4.2.2OCL电路的组成与工作原理（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院电路存在的问题：当输入电压小于死区电压时，三极管截止，引起交越失真。交越失真输入信号幅度越小失真越明显。4.2.2OCL电路的组成与工作原理（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.2.3OCL电路的组成与工作原理（1）4.2.3OCL电路的输出功率与效率模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.2.3OCL电路的组成与工作原理（2）1.最大不失真输出功率Pomax=Pom22111222ceMoMooceMoceMLLUUUUPIIRR222max2212[()2]2()2omoMoLLLLCCLCCCESCCCESVUUUPRRRVURVR模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.2.3OCL电路的组成与工作原理（3）2.电源功率PV3.效率002sin()22sin()2)22(VCCceMCCCCoMCCoMCCLoMCESLLtdttdtCCCCCCVVPIIVIUVRUUVVVRRmax)478.5%4(omCESVCCCCUVPVP在理想情况下，忽略晶体管的饱和管压降时模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院)oVT2T1(21PPPP)22(21Lom2LCComRURVU)4(omCCLomUVRU令02ddLomLCComT1RURVUPCCom2VU则：时管耗最大，即：L2CC2T1mRVPom2T1m2PPLCC2om21RVPom2.0P每只管子最大管耗为0.2Pom5.选管原则PCM0.2PomU(BR)CEO2VCCICMVCC/RLRLV1V2+VCC+ui+uoVEE4.管耗4.2.3OCL电路的组成与工作原理（4）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院例1：已知：VCC=VEE=24V，RL=8，忽略UCE(sat)求Pom以及此时的PV、PT1，并选管。)W(36822422LCC2omRVP[解]PV=2V2CC/RL=2242//(8)=45.9(W)RLV1V2+VCC+ui+uoVEE4.2.3OCL电路的组成与工作原理（5）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院)(21oVT1PPP=0.5(45.936)=4.9(W))W(2.7362.0m1TPU(BR)CEO48VICM24/8=3(A)可选：U(BR)CEO=60100VICM=5APCM=1015W4.2.3OCL电路的组成与工作原理（6）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院例2：已知：VCC=12V，RL=8，UCES=2V，1）求Pom、η以及此时的PV、PT1，并选管。2）计算η=0.6时的Po)W(25.6821022L2om)(RCESCCPUV[解]PV=2VCC（VCC-UCES）/RL=21210/(8)=9.55(W)RLV1V2+VCC+ui+uoVCC4.2.3OCL电路的组成与工作原理（7）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院%4.65PPVom)W(25.125.62.0m1TPU(BR)CEO24VICM12/8=1.5(A)可选：U(BR)CEO=30VICM=3APCM=5W4.2.3OCL电路的组成与工作原理（8）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.3改进型OCL电路4.3.1甲乙类互补对称功率放大电路给T1、T2提供静态电压tiC0ICQ1ICQ21.克服交越失真思路电路：RLRD1D2T1T2+VCC+ui+uoVCCT34.3.1甲乙类互不对称功率放大电路（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院当ui=0时，T1、T2微导通。当ui0(至)，T1微导通充分导通微导通；T2微导通截止微导通。当ui0(至)，T2微导通充分导通微导通；T1微导通截止微导通。4.3.1甲乙类互不对称功率放大电路（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院2.克服交越失真的电路T1T2T3T4)(212BE3CE3RRRUUUBE倍增电路有：对T1T2T3R2R1利用二极管消除交越失真UBE的倍增电路4.3.1甲乙类互不对称功率放大电路（3）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院3.实际电路T4RL+VCC+uoT1T2T3VEER*1R2R3R44.3.1甲乙类互不对称功率放大电路（4）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.功率和效率由于甲乙类互补对称功率放大电路的静态电流很小，其工作原理与分析方法与乙类功率放大电路近似相同。对于甲乙类互补对称功率放大电路的输出功率与效率计算，仍然可以使用乙类功率放大电路的计算公式，这样做计算过程简单，误差也不是很大。4.3.1甲乙类互不对称功率放大电路（5）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.3.2准互补对称放大电路1.复合管(达林顿管)目的：实现管子参数的配对ib1(1+1)ib1(1+1)(1+2)ib1=(1+1+2+12)ib112rbe=rbe1+(1+1)rbe22(1+1)ib11ib1ibicie(1+2+12)ib1T1T24.3.2准互补对称放大电路（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院复合管的构成规则：1.在串接点，必须保证两管电流方向的一致和连续（实际电流方向不冲突）2.在并接点，必须保证两管电流同时流入接点或同时流出接点。3.必须保证复合管中每个管子都工作在放大区（即保证发射结正偏，集电结反偏。4.复合管类型与第一只管子相同。4.3.2准互补对称放大电路（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院T1T2NPN+NPNNPNT1T2PNP+PNPPNPT1T2NPN+PNPNPNT1T2PNP+NPNPNP一些常见的复合管4.3.2准互补对称放大电路（3）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院练习：4.3.2准互补对称放大电路（4）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.3.2准互补对称放大电路（5）2.准互补功率放大电路模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.3.3输出电流的保护（1）4.3.3输出电流的保护模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院甲乙类单电源互补对称放大电路（补充）—OTL电路(OutputTransformerless)RLRBT4–VEE+VCCT5T1T2CERERB1RB2+uo+ui+++CE电容C的作用：1)充当VCC/2电源2)耦合交流信号取VEE=04.3.3输出电流的保护（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院2CCE/VU当ui=0时:2CCC/VU当ui0时：T2导通，C放电，T2的等效电源电压0.5VCC。当ui0时：T1导通，C充电，T1的等效电源电压+0.5VCC。应用OCL电路有关公式时，要用VCC/2取代VCC。4.3.3输出电流的保护（3）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院OCL电路和OTL电路的比较*OCLOTL电源双电源单电源信号交、直流交流频率响应好fL取决于输出耦合电容C电路结构较简单较复杂PomaxLCC2Lom22121RVRULCC2L2om8121RVRU第八章功率放大电路4.3.3输出电流的保护（4）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院*4.4集成功放及其应用引言4.4.2DG810集成功放及其应用4.4.3TD2040集成功放及其应用4.4.1LM386集成功放及其应用4.4集成功放及其应用（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：输出功率大、效率高有过流、过压、过热保护引言4.4集成功放及其应用（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.4.1LM386集成功放及其应用1.典型应用参数：直流电源：412V额定功率：660mW带宽：300kHz输入阻抗：50k12348765引脚图4.4.1LM386集成功放及其应用（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院2.内部电路1.8开路时，Au=20(负反馈最强)1.8交流短路Au=200(负反馈最弱)电压串联负反馈4.4.1LM386集成功放及其应用（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院V1、V6：V3、V5：V2、V4：射级跟随器，高Ri双端输入单端输出差分电路恒流源负载V7~V12：功率放大电路V7为驱动级(I0为恒流源负载)V11、V12用于消除交越失真V8、V10构成PNP准互补对称4.4.1LM386集成功放及其应用（3）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院3.典型应用电路4.4.1LM386集成功放及其应用（4）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610F36k10F100F220F0.1F810.047F+VCC6输出电容(OTL)频率补偿，抵消电感高频的不良影响防止自激等调节电压放大倍数4.4.1LM386集成功放及其应用（5）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.4.2DG810集成功放及其应用—标准音频功率放大功率大、噪声小、频带宽、工作电源范围宽、有保护电路输出电容输入偏置交流负反馈