按功放中功放管的导电方式不同,可以分为甲类功放(又称A 类)、乙类功放(又称B 类)、甲乙类功放(又称AB 类)。
甲类功放是指在信号的整个周期内(正弦波的正负两个半周),放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器。
甲类放大器工作时会产生高热,效率很低,但固有的优点是不存在交越失真。
乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器,每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。
乙类放大器的优点是效率高,缺点是会产生交越失真。
甲乙类功放界于甲类和乙类之间,推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。
甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题,效率又比甲类放大器高,因此获得了极为广泛的应用。
甲类:
1、结构
三极管的静态功耗:
CQ CEQ T I U P ⋅=
电源提供的平均功耗
CQ CC E I V P ⋅=
若CC CEQ
V U 2
1
=,则CQ CC RL T I V P P ⋅==21。
三极管和负载电阻RL 的静态功耗相等。
三极管的动态功耗 输出功率:
设输出电压的幅值为Uom
om om om om o 2
1
22I U I U P
=⨯= +u V CC
L
R b1
R i
要想P O 大,就要使功率三角形的面积大,即必须使V om 和I om 都要大
最大输出功率:CQ CC om I V P ⋅=)2
1
(21 电源提供的功率
CQ
CC Cm CQ CC C CC E I V t d t I I V t d i V P ⋅=+⋅=
⋅=
⎰
⎰
ωωπ
ωπ
π
π
)sin (21
)(2120
20
此电路的最高效率25.0≈=
E
om
P P η 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。
乙类 1、结构: 互补对称:
电路中采用两个晶体管:NPN 、PNP 各一支;两管特性一致。
组成互补对称式射极输出器。
2、工作原理
静态时:ui = 0V → ic 1、ic 2均=0(乙类工作状态) → uo = 0V
动态时:ui >0V,T1导通,T2截止,所以iL = ic 1; Ui <0V,T1导通,T2截止,所以iL = ic 2。
所以,T 1、T 2两个管子交替工作,在负载上得到完整的正弦波。
u CC
i
3、输入输出波形图
4、分析计算 4.1 输出功率P o
L
2
om
L om om o o o 222=R U R U U I U P =⋅⋅=
最大不失真输出功率P omax 注:三极管在饱和区工作时集电极与发射极之
间的饱和压降
L 2
CC
L 2CES CC omax 22)(R V R U V P ≈
-=
4.2 管耗P T
一个管子的管耗
)(d )(π21=π
0L
o o CC T1t R u u V P ω⎰-)d( sin )sin (π21π0L om om CC t R t U t U V ωωω⎰-=
)4
(12
om om CC L U U V R -=π 两管的管耗
=T1T 2=P P )4
(22
om
om CC L U U V R -π 4.3 电源供给的功率P E
=
+T o E =P P P L
om
CC 2R U V π
当时, CC om V U ≈ 2L
2
CC
Em R V P ⋅=π 4.4 效率η
CC
om
E o 4=
V U P P ⋅=πη 最高效率ηmax
时,
CC om V U ≈
% 78.54
max ≈=
π
η
消除交越失真的互补对称电路 基本原理:
电路中增加 R 1、D 1、D 2、R 2支路。
静态时: T 1、T 2两管发射结电压分别为二极管D 1、 D 2的正向导通压
降,致使两管均处于微弱导通状态——甲乙类工作状态
u o
i
CC
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。
甲乙类:
图所示的偏置电路是克
服交越失真的一种方
法。
由图可见,T3组成
前置放大器(注意,图中
为画出T3的偏置电
路),T1、T2组成互补输
出级。
静态时,在D1、
D2上产生的压降为T1、
T2提供了一个适当的偏
压,使之处于微导通状态。
由于电路对称,静态时ic1=ic2,iL=0,vo=0。
有信号时,由于电路工作在甲乙类,即使VI很小(D1和D2的交流电阻很小),基本上可线性的进行放大。