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模拟电子技术功率放大器基础


(VCC VCES )2
Pom =
2 RL
(VCC VCES )2 2RL
忽略VCES时
Pom
VCC 2 2RL
实际输出功率
Po
= Vo Io
Vo m 2
Vo m
V2 om
2 RL 2RL
8.3.2 分析计算
2. 管耗PT 单个管子在一个周期内的管耗
1
PT1 = 2π
π
0 (VCC
vo )
8.3.3 功率BJT的选择
功率与输出幅 度的关系
8.3.3 功率BJT的选择
1.最大允许管耗:
PCM 0.2Pom
2.最大耐压值:
V(BR)CEO 2VCC
3.Байду номын сангаас大集电极电流:
I CM
VCC RL
例8.3.1
功的放极电 限路参数如为图I所CM示=2,A设,V|VC(CB=R1)C2EVO|,=R30L=V8,ΩP,CM功=率5BWJ。T 试求:
Pom
[(VCC
VCES ) / 2 RL
2]2 2.07W
(2)此时Rb应调节到什么数值?
I CQ
Icm
Vom RL
0.72 A
Rb
VCC VBE I BQ
(VCC
VBE )
I CQ
1570
(3)此时电路的效率η=?试与工作在乙类的互补对称电路比较。
Pom 2.07 24%
➢ 降低静态功耗,即减小静态电流。 动画演示功率放大器
四种工作状态
的分类
根据正弦信号整个周期内
三极管的导通情况划分
甲类:一个周期内均导通
乙类:导通角等于180°
甲乙类:导通角大于180°
丙类:导通角小于180°
8.3 乙类双电源互补对称 功率放大电路
8.3.1 电路组成 8.3.2 分析计算 8.3.3 功率BJT的选择
(3)每个管子的耐压|V(BR)CEO|应大于多少。
| V(BR)CEO | 2VCC 24V
习题8.3.3
设试v求i为在正BJ弦T的波饱,和RL压=降8ΩVC,ES可要以求忽最略大不输计出的功条率件Po下m =,9求W 。
(1)正、负电源VCC的最小值;
(2)根Vo据m 所 V求CCVCCP的om最小(V值CC,R/计L 2算)2相应9的WICM、VC|VC(BR)1CE2OV| 的最小值;
3. 电源供给的功率PV
PV = Po PT
2VCCVom πRL
Po
=
Vom 2 2RL
PT = PR2TL1 (VPCTCπV2 om
Vom2 4
)

Vom
VCC
时,
PVm
2 π
VCC2 RL
4. 效率
= Po π Vom
PV 4 VCC

Vom VCC 时,
π 78.5%
vo RL
d (
t)
1 2π
π
0 (VCC
Vo
msi
nt
)
Vo
msint
RL
d(
t)
1 2π
π
(VCCVom
sint
V2 om
sin2t )
d(
t)
0
RL
RL
1 (VCCVom Vom2 )
RL
两管管耗
π
4
PT
= PT1 PT2
2 (VCCVom RL π
Vom2 ) 4
8.3.2 分析计算
(1)求Pom,并检验功率BJT的安全工作情况
解:
Pom
1 • VCC 2 2 RL
122 9W 28
PTm≈0.2Pom =1.8W<5W
iCM
VCC RL
12 8
1.5A 2 A
vCEM 2VCC 24V 30V
(2)求η=0.6时的PO值
Po
=
Vom 2 2RL
9.2 2 28
Vi
Vo
VCC 2
8.49V
习题8.3.4
管子在输入信号vi作用下,在一周期内T1和T2轮流导通
约180º,电源电源VCC=20V,负载RL=8Ω,试计算:
(1)在输入信号Vi=10V(有效值)时电路的输出功率、管 耗、直流电源供给的功率和效率。
(1) 功率放大电路的主要特点 功率放大电路是一种以输出较大功率为目的
的放大电路。因此,要求同时输出较大的电压 和电流。管子工作在接近 极限状态。 一般直接驱动负载,带载能力要强。 (和输出电阻有关) (2) 要解决的问题
➢ 提高效率 ➢ 减小失真 ➢ 管子的保护
2. 功率放大电路提高效率的主要途径
8.1 功率放大电路的一般问题 8.2 射极输出器——甲类放大的实例 8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 8.5 集成功率放大器
8.1 功率放大电路的一般问题
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象 2. 功率放大电路提高效率的主要途径
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象
I CM
VCC RL
12 A
| V(BR)CEO | 2VCC 24V
(3)输出功率最大时(Pom =9W ),电源供给的功率PV;
PV
=
Po
PT
2 π
VCC 2 RL
11.46W
(4)每个管子允许的管耗PCM的最小值;
PCM 0.2Pom 1.8W
(5)输出功率最大 (Pom =9W )时的输入电压有效值。
4
8.3.3 功率BJT的选择
1. 最大管耗和最大输出功率的关系
因为
PT1
1 RL
(VCCVom π
Vom 2 ) 4

Vom
2 π
VCC
≈0.6VCC
时具有最大管耗
Pom
VCC 2 2RL
PT1m
1 π2
• VC2C RL
≈0.2Pom
选管依据之一
选取两个额定管耗大于0.2Pom的管子, 但要留有充分余地。
PV VCC ICQ
习题8.3.2
已知VCC=12V,RL=16Ω,vi为正弦波。求
(1)在BJT的饱和压降VCES可以忽略不计 的条件下,负载上可能得到的最大输出功 率Pom;
Vom VCC
Pom
(VCC / RL
2)2
4.5W
(2)每个管子允许的损耗PCM至少为多少?
PCM 0.2Pom 0.9W
动画演示
8.3.1 电路组成
1. 电路组成
由一对NPN、PNP特性相同的 互补三极管组成,采用正、负双 电源供电。这种电路也称为OCL 互补功率放大电路。
2. 工作原理
两个三极管在信号正、负 半周轮流导通,使负载得到 一个完整的波形。
8.3.2 分析计算
图解分析
动画演示
8.3.2 分析计算
1. 最大不失真输出功率Pom
5.3W
= Po π Vom
PV 4 VCC
功率BJT能安全工作。
Vom 9.2V
习题8.3.1
设BJT的β=100,VBE=0.7V,VCES=0.5V, ICEO=0,电容C对交流可视为短路。输入信
号为正弦波。
(1)计算电路可能达到的最大不失真输出
功率Pom;
Vom
VCC
VCES 2
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