功率放大电路(ppt文档)
部),信号波形正负半周均不失真 。电路中存在的静态电流
(ICQ),在晶体管和射极电阻中造成较大静态损耗,致使效 率降低。设Q点正好在负载线中点,若忽略晶体管的饱和压降,
则有:
U CEQ
U CC 2
I CQ
U CC 2
RE
PE
UccICQ
U
2 cc
2RE
2
P0
U CEQ 2
ICQ 2
U CC 2
每只管子最大管耗为 0.2Pom 最大允许管耗: PCM > 0.2 Pom 最大耐压值: U(BR)CEO > 2VCC
.最大集电极电流: ICM > VCC / RL
+ ui
+VCC T1
+
RL
uo
T2
VEE
例 1 已知:VCC = VEE = 24 V,RL = 8 , 忽略 UCE(sat) 求 Pom 以及此时的 PDC、PT1, 并选管。
ui < 死区电压晶体管导通不好。
O
t
克服交越失真的措施
采用各种电路以产生有不大的偏流,使静态工作点稍高于
截止点,即工作于甲乙类状态。
输入输入波形图
ui
uo ´ uo uo
死区电压
T1
+USC
ui T2
iL RL
uo
-USC
交越失真
特点: T1
(1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零; (2) 每管导通时间于半个周期 ;
ui
U CC 2
时,T1导通、T2截止;
ui
U CC 2
时,T1截止、 T2导通。
T1
ic1
+USC 交越失真
(UC相当于电源)
ui
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。
A+ C
RL
UL
T2 ic2
4、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:
Pomax 100 %
PE
Pomax : 负载上得到的交流信号功率。 PE : 电源提供的直流功率。
与前面介绍的电压放大电路有本质上的区别
电压放大电路的要求 功率放大的特殊要求
三极管工作在放大状态 主要讨论的是电压增益、输 入和输出电阻等
不失真 Pomax 大,三极管尽限工作
= Pomax / PDC 要高
RL
T6
-UCC
二、甲乙类单电源互补对称电路
如图所示,T3 组成前置放大级,T2和T1组成互补对称电路 输出级。静态时,通常K点电位VK = VC = VCC/ 2。为了 提高电路工作点的稳定性能,常将 K 点通过电阻分压 (R1,R2)与前置放大电路的输入端相连,以引入负反馈。 其最终结果是使VK趋于稳定。R1,R2 引入了交流负反馈, 改善了性能指标。
iL
+
+
T1
–
Re
ui
+
–
–
RL
T2
Rb2
输出变压器:将两个集
输入变压器:将输入信号分成两个大 电极输出信号合为一个
小相等相位相反的信号,分别送两个 信号,耦合到副边输出
放大器的基极,使T1、T2轮流导通。 给负载。
直流通道 变压器线圈对于直 流相当于短路
Rb1
ui
Rb1 T1Re
iL UCC
RL
RL
-
V0
-
Vcc
两射极输出器组成的基本互补对称电路
(a)基本互 补对称电路
(b)由NPN管组 成的射极输出器
(c)由PNP管组 成的射极输出器
1、工作原理(设ui为正弦波) 静态时:
ui = 0V T1、T2均不工作 uo = 0V
动态时:
ui > 0V
T1导通,T2截止 ui iL= ic1 ;
Rb2T2
UCC
对于任何一个三极管都是静态 工作点稳定的共射极放大器
T1 Re
T2 Rb2
UCC Rb1
两个三极管的静态
T1 工作点都设在刚刚
Rb2
超过死区, IB很 小,IC也很小,降低
Q
Re 直流功耗。
交流通道
ui>0 ui<0 ui
Rb1
iL USC
T1
Re
ui
RL
T2 Rb2
输入信号正半周,T1导通,T2截止
(3) 存在交越失真。
ui
T2
+UCC
iL RL
uo
-UCC
3、最大输出功率及效率的计算
假设 ui 为正弦波且幅度足够大,T1、
T2导通时均能饱和,此时输出达到最大 值。
T1
若忽略晶体管的饱和压降,
则负载(RL)上的电压和电流分 别为:
U Lmax U CC
ui
I Lmax U CC RL
无输出变压器的互补对称功放电路(OTL)
1、特点
1. 单电源供电;
2. 输出加有大电容。
T1
+UCC
2、静态分析
令: ui
U SC 2
UCC/2 ui
则 T1、T2 特性对称,
UA
U SC 2
,
UC
U SC 2
UC A+ -
C
RL
UL
T2
3、动态分析
设输入端在0.5USC直流电平基础上加入正弦信号
给 T1、T2 提 D3 供静态电压 D4
T1 +
RL uo
t +
ui
T5
T2 VEE
利用二极管进行偏置的互补对称电路
当 ui = 0 时,T1、T2 微导通。 ic1= ic2, v0=0
当 ui < 0 ( 至 ), T1 微导通 充分导通 微导通; T2 微导通 截止 微导通。
t
ULmax t
实用OTL互补输出功放电路
+USC
调节R,使静态 UA=0.5USC
R
D1
b1
Re1 、 Re2:电阻值1~2, T1 射极负反馈电阻,也起限
流保护作用
Re1 A
C
D2
Re2
b2
RL
T2
ui
T3
D1 、 D2使b1和b2之间的电位差等于2 个二极管正向压降,克服交越失真
5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL) (OCL — Output Capacitorless)
基本不失真。
IBQ
uBE
t
uB1
iC
t
UT
ICQ
iC UCC /RE ib
IBQ Q UCC uce
2. UBE电压倍增电路 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。
图中B1、B2分别接T1、 T2的基极。假设I >>IB,则
U
U BE
[解]
+VCC T1
Pom
V
2 CC
2RL
242 28
36 (W)
+ ui
PDC=2V2CC / RL
= 2 242 // ( 8) = 45.9 (W)
+
RL uo
T2
VEE
PT1
1 2
( PDC
Po ) =
0.5
(45.9
36)
=
4.9
(W)
PT1m 0.2 36 7.2 (W)
U(BR)CEO > 48 V
ICM > 24 / 8 = 3 (A)
PCM = 10 15 W 可选: U(BR)CEO = 60 100 V
ICM = 5 A
5.3 甲乙类互补对称功率放大电路
一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路
克服交越失真思路:
iC ICQ1 ICQ20
电路: R
+VCC
非线性失真要小
管耗尽可能小
晶体管的工作状态
IC
iC
Q
O
UCE O
IC
iC
Q
O
UCE O
IC态 晶体管在输入信号 的整个周期都导通 静态IC较大,波形 t 好, 管耗大效率低。
乙类工作状态
晶体管只在输入信号
的半个周期内导通,
t
静态IC=0,波形严重 失真, 管耗小效率高。
U Lmax
UCC 2
,
I Lmax
UCC 2RL
ui
PLmax
U Lmax 2
I Lmax 2
UC2C 8RL
U CC 2
I av
1
2
PE UCC PLmax
U CC 0 2RL
Iav
sintd
UC2C
2RL
78.5%
(t
)
uL
PE 4
I av1
U CC
RL
U CC ic1 RL
UCC1 =UCC2 =UCC
两个电源提供的总功率为:
2
t
PE
PE1 PE 2
2UCC
UCC
RL
2U
2 CC
RL