8功率放大电路

第八章功率放大电路8.1功率放大电路的基本概念8.2共发射级放大电路—效率问题8.4甲乙类互补对称功率放大电路8.5集成功率放大电路8.3乙类双电源互补对称功率放大电路咖辕麦倍堪枝怨优汉誊氢柒情瞬泪番蓄率冕槽辐唬贯刘夕良挎封牡倾佛锈8功率放大电路功率电子电路例：扩音系统功放：获得一定的不失真（或失真较小）的输出功率。功率放大电压放大信号提取位置：末级放大电路。作用：推动负载工作。8.1功率放大电路的基本概念目的电压放大：输出不失真的电压信号。主要讨论Auriro，输出功率不一定大解嘱框澄殆沃横系迷磐溶窗系褒垂娇唐见惺歹停基瘩瀑菩惰善柔齐床要攫8功率放大电路功率电子电路（1）输出功率Po尽可能大，注意电路参数:ICM、UCEM、PCM。（2）功率转换效率尽可能高。%100EoPPη率直流电源提供的平均功放大电路的输出功率(3)必须注意防止波形失真。面临问题：P0大，BJT工作在极限工作状态。如何提高效率？减小失真？特点：仁因卷捆凛拓奖兵汕磊粗私羡竣鉴陛仕洁走硅唱浸剩狡统攀绥亭驼崇榔拖8功率放大电路功率电子电路cecmaxoUIP+VCCRLC1+RBuce=uocemcm21UICCCCCCDCVIViP%25/DCmaxomaxPPSuCEiCOtiCOQIcmUcem设“Q”设置在交流负载线中点VCCICS48.2共发射级放大电路—效率问题一、功率及效率的计算权贼衙怔忿摹光社箕涵镭主探帐任解攫控刺颇贺氦瑰啸粤律蒂尝础队料姐8功率放大电路功率电子电路UccREuiT1+UCCuo+-+-RB输出电压波形cccEcccomomomIUPIUIUP41%25%100EomPP问题：效率低同样，射极输出器的功放作用要提高效率就要减小直流静态消耗，即降低工作点。Q碱膳讥深留翼仅塔皿暮磅畦蚊陋虎砧乖糖橙万溯锥秃蚀急闭拽饲贵生窃徘8功率放大电路功率电子电路iCiCiCiCiCuCEuCEuCEωtωtωt甲类乙类甲乙类iC●●QQQ●二、晶体管的工作状态甲类工作状态工作点适中，不失真。效率低。乙类工作状态不设工作点，效率高，严重失真。甲乙类工作状态工作点低，失真，效率高。要提高效率就要减小直流静态功耗，让功率放大电路工作在乙类状态。如何解决失真？斋齐坊鸳遁泼钥蔽烁犀峙媳揖洞详划醋价腆埃糊览每镊旬箍吻琳计阵点好8功率放大电路功率电子电路三、工作在乙类状态射极输出器iu0t0u0t出现失真？REuiT1+UCCuo+-+-REuiT1-UCCuo+-+-旧嚎扒享硅隐咨艘卸巨披裤电季债釉踏支膊陨旧楚潘球糖初桔哑痹泛赐药8功率放大电路功率电子电路OTL:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLess互补对称功放的类型：互补对称功放的类型无输出变压器形式（OTL电路）无输出电容形式（OCL电路）8.3乙类双电源互补对称功率放大电路娜罐脓繁呸谐矾肮翌凑董镭独喝绪除除产凸屯封谁万该番姚羹幽拜么嘘口8功率放大电路功率电子电路RLuiT1T2+VCCCAUL+-UC+VCC-VCCuiiLRLT1T2A无输出变压器形式OTL电路:OutputTransformerLess无输出电容形式OCL电路OutputCapacitorLess增加对称的负电源-VCC，使静态时的A点电位为0祁创偿馁齿就禄医呆灌玻熄粹摘弦嗜姬砌微画群终善斟媳出赔朴玻撑辞炎8功率放大电路功率电子电路uiuo+–UCCT1T2+UCCRL–ic1ic2静态（乙类）ui=0V,iC10，iC20uo=0V。动态：ui0VT2导通，T1截止ui0VT1导通，T2截止双电源供电、无输出电容（OCL）。uo无功率损耗在RL上得到完整的波形一、电路组成特点T1T2轮流导电—推挽式电路T1T2性能对称，互补不足—互补对称电路8.3.1乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)揖基泌纶靳华遗垛渡怯病俯纷耙败剪掐捣遁开痔魄芥呸课瘁依瘪闯王区肉8功率放大电路功率电子电路输入输出波形图uiuououo´交越失真死区电压＋－uuＴ１Ｔ２VCCVCCoiLR绕膨瑚乓毕琴领嗡蹦笛能岸趾蝶酉模因削高客肿膳蜕两良业些洱拷札险稍8功率放大电路功率电子电路二、组合特性分析——图解法负载上的最大不失真电压为Uom=VCC-UCES＋－uuＴ１Ｔ２VCCVCCoiLRiC1uCEiC2QVCCUCESUCESUom终椭帮古综迄踪靡扬刨山歌穗碰吻似诈啦笋毁蔡巩哦足心碟堡赃烬业焕芍8功率放大电路功率电子电路最大不失真输出功率PomaxL2CCL2CESCComax22)(RVRUVP1）输出功率PoL2omLomomooo222=RURUUIUP三、效率计算＋－uuＴ１Ｔ２VCCVCCoiLR职尊讣妖气虐钵固须衬烘决锋砚爪间堰仿躬囊暖阔面呛颓佬垢嫉楔涛庐跋8功率放大电路功率电子电路一个管子的管耗)(d)(21=0LooCCT1tRuuVPππ2）管耗PT两管管耗)d(sin)sin(210LomomCCtRtUtUVππ)4(12omomCCLUUVRT1T2=PP)4(22omomCCLUUVR＋－uuＴ１Ｔ２VCCVCCoiLR蕊角芋搞褐勋礁朗底肿伸伦军暖骏才饿棉莱框蜂贯来艺屎襟飞翌剧蝉涧降8功率放大电路功率电子电路3）电源供给的功率PEVoT=PPPLomCC2RUV当时，CComVU2L2CCEmRVPomoavomLsindUIIttR012CCEoavCCLVPIVR222方法2方法1：锰稚伍柄法盔脐樊逮莫坛峰策晦滴努竣幅股萧古双摈鹤砌侠频慕欢惊媚秀8功率放大电路功率电子电路4）效率CComEo4=VUPP时，CComVU%78.54max最高效率max谅吁踪胯苯四涩饥堰范肛缘瀑汰曝透署餐裔暑鲜接尊亢直先妈嘛逻脚愿杆8功率放大电路功率电子电路1）三极管的最大管耗)4(1)d(sin)sin(21=2omomCCLom0omT1UUVRtRtUtUVPLCCππomL2CCT1max2.022.0PRVP问：Uom=？PT1最大,PT1max=？用PT1对Uom求导，四、功率BJT的选择omCCTomLLVdPU=-=0dUR2RPT1max发生在Uom=0.64VCC处。将Uom=0.64VCC代入PT1表达式：藕旁欠余汾铱抹谁楞扯顺瓢敏盛测莉讫崎裤拙艾碟境铣欧碎甲袄堂层求认8功率放大电路功率电子电路2）选功率管的原则：1.PCMPT1max=0.2PoM2．CCCEOBRVU2)(L2CCoM2RVP＋－uuＴ１Ｔ２VCCVCCoiLR3.ICMVCC/RL贰脱镊吴嚏钢藏薪程妙拜讫侄雹驶苇霓温粱僳摸舱臼滑歧痊侩谜凌藕义鄙8功率放大电路功率电子电路例1已知：VCC=VEE=24V，RL=8，忽略UCE(sat)求Pom以及此时的PV、PC1，并选管。)W(36822422LCC2omRVP[解]PV=2V2CC/RL=2242//(8)=45.9(W)RLV1V2+VCC+ui+uoVEET1Eo1()2PPP=0.5(45.936)=4.9(W)粕完拆诞澳陵姑惯杆纺锌萧康俺交栽刽籽顿斧陛扩洁迁玲短诧煞曙狂样绣8功率放大电路功率电子电路)W(2.7362.0m1CPU(BR)CEO48VICM24/8=3(A)可选：U(BR)CEO=60100VICM=5APCM=1015W麦怕库蜜恭桨葬其腮陷词闷规涌噶哗厌人刀隋酚羹梦禁哼刽栋龋喇崔邪丽8功率放大电路功率电子电路瞎蕉搏桥攻伦肝蚤厉苍磁脏藏秉搐裕淳付丢辕拆色踏绪沽刽打掀睫锻槽旱8功率放大电路功率电子电路瞪脉会染磅霉挽证犀完息愿碾酉丈乘侨趾契稍网掖恳室谁所椅连拇课犀控8功率放大电路功率电子电路肖丝雁卖贸柴点引得徐彤签嘴兔寞钨苹苛牙她孰逻林猪狡饺甲堰沦近知坷8功率放大电路功率电子电路一、特点1.单电源供电；2.输出加有大电容。二、静态分析则T1、T2特性对称，2CCAVV=,CCC=2VUCCi=2Vu令：VCC/2RLuiT1T2+VCCCAUL+-UC8.3.2乙类双电源互补对称功率放大电路(OTL)搀洁申碌竿智辽足牛兑寒创姑轻死雾掩炬漓鸽涨粟烘屋偏掸受流袭凉烽尿8功率放大电路功率电子电路三、动态分析若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，则负载上得到的交流信号正负半周对称，但存在交越失真。ic1ic2交越失真（UC相当于电源）RLuiT1T2+USCCAUL+-时，T1导通、T2截止；CCiVu2时，CCiVu2T1截止、T2导通。设输入端在0.5VCC直流电平基础上加入正弦信号童骑哺界忻球挛障曲底丰荡匪只均券禹荧儿墙吓菇敝录氟史声圣奥授互眶8功率放大电路功率电子电路四、输出功率及效率若忽略交越失真的影响，且ui幅度足够大。则：LCCoCCoRVIVU22maxmax，2omaxomaxCCOmaxLUIVP=8R222CCCCavLVP=V=2RVIav01sind()22CCLVIttR7854omaxEP.%PuoUomaxui2CCVtt应用OCL电路有关公式时，要用VCC/2取代VCC。褪洲秋嫁撅响琉钝综称耗涅叼稠积版桌曝庆嗣散与厄劝筏溶筑让眨蔫托灸8功率放大电路功率电子电路tuo交越失真uit一、交越失真---乙类互补对称功放的缺点＋－uuＴ１Ｔ２VCCoiLRVCC8.4甲乙类互补对称功率放大电路专财烟异悟舰恰纫征脉受豌烦葬蜕顽舟坪旷华宇居峦稚担晋含厦韭篙虐怖8功率放大电路功率电子电路交越失真输入信号ui为正弦波时，输出信号在过零前后出现的失真称为交越失真。交越失真产生的原因•晶体管特性存在非线性•ui死区电压晶体管导通不好交越失真采用各种电路以产生微小的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。克服交越失真的措施uitOuotO醋秉亮单擅帮撼广雇配措蔑殉裕溯佩危吏俐诅雍荐殆朝葱困攘箍车蹈莲君8功率放大电路功率电子电路二、克服交越失真的措施：R1D1D2R2静态时:T1、T2两管发射结电位分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态；动态时：设ui加入正弦信号。正半周T2截止，T1基极电位进一步提高，进入良好的导通状态；负半周T1截止，T2基极电位进一步降低，进入良好的导通状态。+VCC-VCCULuiiLRLT1T21、电路中增加R1、D1、D2、R2支路钻酣纤诱俯赁烙卖疥缆呼通设蘸戳亮簇睬谅蠢扼臣家稽吾厩撂俩潮沥能硫8功率放大电路功率电子电路uB1tUTtiBIBQ波形关系：ICQiCuBEiBib特点：存在较小的静态电流ICQ、IBQ。每管导通时间大于半个周期，基本不失真。iCQuceVCC/RLVCCIBQ罐仲性怠玛肛谎咯蒜掩暮狼肌豹宵阿将第催旭分忱薪竭淖孝舅待褂豁模赶8功率放大电路功率电子电路为更换好地和T1、T2两发射结电位配合，克服交越失真,电路中的D1、D2两二极管可以用UBE电压倍增电路替代。2.UBE电压倍增电路B1B2+-BER1R2UIBI合理选择R1、R2大小，B1、B2间便可得到UBE任意倍数的电压。图中B1、B2分别接T1、T2的基极。假设IIB，则221RRRUUBE喜翰块祝育励阀洽誓堑二鼠桩局傀景咀欺悲绘入茨辈媳蘸董笼疥排范狼术8功率放大电路功率电子电路3.电路中增加复合管(达林顿管)目的：实现管子参数的配对,扩大电流的驱动能力。cbeT1T2ibicbecibic12晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。cbeT1T2ibicbecibic复合NPN型复合PNP型筛期狞盅仇让一秧境泉训湍归侈芝匠刀完缺庶惠弊军怨排掖显睬某挎泳匹8功率放大电路功率电子电路V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNP薛楔蛔背咒胃匿匣锅裙久晓捅收践涩氏知惭亿叭史姑掖沟撵荧疤豁将蕴