习题1. 选择题。
(1)功率放大电路的转换效率是指。
A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比B.输出功率与电源提供的平均功率之比C.晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比(2)乙类功率放大电路的输出电压信号波形存在。
A.饱和失真B.交越失真C.截止失真(3)乙类双电源互补对称功率放大电路中,若最大输出功率为2W,则电路中功放管的集电极最大功耗约为。
A.0.1W B.0.4W C.0.2W(4)在选择功放电路中的晶体管时,应当特别注意的参数有。
A.βB.I CM C.I CBO D.U(BR)CEO E.P CM(5)乙类双电源互补对称功率放大电路的转换效率理论上最高可达到。
A.25% B.50% C.78.5%(6)乙类互补功放电路中的交越失真,实质上就是。
A. 线性失真B. 饱和失真C. 截止失真(7) 功放电路的能量转换效率主要与有关。
A. 电源供给的直流功率B. 电路输出信号最大功率C. 电路的类型解:(1)B (2)B (3)B (4)B D E (5)C (6)C (7)C2. 如图7.19所示电路中,设BJT的β=100,U BE=0.7V,U CES=0.5V,I CEO=0,电容C对交流可视为短路。
输入信号u i为正弦波。
(1)计算电路可能达到的最大不失真输出功率P om?(2)此时R B应调节到什么数值?(3)此时电路的效率η=?ou 12V+图7.19 题2图解:(1)先求输出信号的最大不失真幅值。
由解题2图可知:ωt sin om OQ O U U u += 由C C om OQ V U U ≤+与C ES om OQ U U U ≥-可知:C ES C C om 2U V U -≤即有2C ESC C om U V U -≤因此,最大不失真输出功率P om 为:()W 07.2818122C ES C C L2om om ≈⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=U V R U P (2)当输出信号达到最大幅值时,电路静态值为: ()C ES C C C ES C ES C C OQ 212U V U U V U +=+-= 所以 A 72.0825.0122L CES CC L OQ CC CQ≈⨯-=-=-=R U V R U V Im A 2.7CQ BQ==βII k Ω57.12.77.012BQ BE CC B ≈-=-=I U V R (3) %24%10072.01207.2CQ CC om V om ≈⨯⨯===I V P P P η 甲类功率放大电路的效率很低。
3. 一双电源互补对称功率放大电路如图7.20所示,已知V CC =12V, R L =8Ω,u i 为正弦波。
(1)在BJT 的饱和压降UCES =0的条件下,负载上可能得到的最大输出功率P om 为多少?每个管子允许的管耗P CM 至少应为多少?每个管子的耐压│U (BR)CEO │至少应大于多少?- 3 -(2)当输出功率达到最大时,电源供给的功率P V 为多少?当输出功率最大时的输入电压有效值应为多大?解:(1)功率放大电路静态时U O =0。
在BJT 的饱和压降U CES =0的条件下,则有U om =V CC ,因此,W 98212222L 2CC L 2om =⨯===R V R U P om每个管子允许的管耗P CM ≥0.2 P om =0.2×9=1.8W每个管子承受的最大电压为2V CC ,所以每个管子的耐压│U (BR)CEO │≥2V CC =24V (2)当输出功率达到最大时,电源供给的功率P VW 46.11π2π)(2L2CCL CES CC CC V ==-=R V R U V V P当输出功率最大时的输入电压幅值V 12C C im =≈V U 。
则有效值为 V 49.82im i ≈=U UCCV -+-o u uL u +-ou图7.20 题3、4图 图7.21 题5图4. 电路如图7.20所示,已知V CC =15V, R L =16Ω,u i 为正弦波。
(1)在输入信号U i =8V (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? (2)当输入信号幅值U im =V CC =15V 时,电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率? (3)当输入信号幅值U im =V CC =20V 时,电路的输出会发生什么现象? 解:(1)在输入信号U i =8V (有效值)时,输出信号的振幅28m =o U V ,则 电路的输出功率为 W 42L2om o ==R UP电路的两个晶体管管耗相等,总管耗为W 75.22π2=L 2om L om CC T =-R UR U V P直流电源供给的功率 W 75.6π2L om CC V ==R UV P电路的效率 %2.594π=CCom V o =⋅=V UP P η(2)在输入信号幅值U im =V CC =15V 时,输出信号的振幅亦可达到V 15m =o U ,接近电源电压。
电路的输出功率可以达到最大值。
电路的输出功率为 W 03.72L2om o ==R UP电路的两个晶体管管耗相等,总管耗为W 93.12π2=L 2om L om CC T =-R UR U V P直流电源供给的功率 W 96.8π2L om CC V ==R UV P电路的效率 %5.784π=CCom V o ≈⋅=V UP P η(3)当输入信号幅值U im =V CC =20V 时,电路的输出会发生失真。
5. 在图7.21所示电路中,已知V CC =16V ,R L =4Ω,T 1和T 2管的饱和管压降│U CES │=2V ,输入电压足够大。
(1)最大输出功率P om 和效率η各为多少? (2)晶体管的最大功耗P Tmax 为多少? 解:(1)最大输出功率P om 为W 5.24 2)( L2CES CC om =-=R U V P效率η为%69.684π4π=CCCESCC CC om V o ≈-⋅=⋅=V U V V U P P η (2)每个晶体管的最大功耗P Tmax 为W 9.42.0π2πom om 2L 22CC Tmax=≈==P P R V P 6. 在图7.22所示电路中,已知V CC =15V ,T 1和T 2管的饱和管压降│U CES │=2V ,输入电压足够大。
(1)最大不失真输出电压的有效值? (2)负载电阻R L 上电流的最大值? (3)最大输出功率P om 和效率η?- 5 -L +-ou图7.22 题6图解:(1) 最大不失真输出电压有效值为V 65.82)(CES CC L4Lo ≈-⋅+=U V R R R U(2)负载电流最大值A 53.1L4CESCC Lmax ≈+-=R R U V i(3)最大输出功率和效率分别为%644πW35.92CC4CES CC L2o L 2om om ≈--⋅=≈==V U U V R U R U P R η7. 一带前置推动级的甲乙类双电源互补对称功放电路如图7.23所示,图中V CC =20V ,R L =8Ω,T 1和T 2管的│U CES │=2V 。
(1)当T 3管输出信号U o3=10V (有效值)时,计算电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率?(2)计算该电路的最大不失真输出功率、效率和达到最大不失真输出时所需U o3的有效值?iu o图7.23 题7图解:(1)该电路由两级放大电路组成,其中T 3管电路为推动级,T 1与T 2管组成互补对称功放电路。
T 3管的输出信号U o3 就是功放电路的输入信号电压。
故当U o3=10V (有效值)时,电路的输出功率为:W5.128102L 2o3L 2o o ====R U R U P直流电源供给的功率为:W 5.22814.3102202π2L om CC V ≈⨯⨯⨯⨯==R U V P 总管耗为: W 10o V T =-=P P P 效率为:%6.55%1005.225.12=V o ≈⨯=P P η (2)该电路的最大不失真输出功率为:W 25.20 2)( L2CES CC om =-=R U V P直流电源供给的功率为:W 66.28π)(2π2LCES CC CC L om CC V =-==R U V V R U V P- 7 -效率为:%7.70%10066.2825.20=V o ≈⨯=P P η 所需的U o3的有效值为:V 73.1222CESCC omo3=-==U V U U8. 一乙类单电源互补对称(OTL )电路如图7.24(a)所示,设T 1和T 2的特性完全对称,u i 为正弦波,R L =8Ω(1)静态时,电容C 两端的电压应是多少?(2)若管子的饱和压降U CES 可以忽略不计。
忽略交越失真,当最大不失真输出功率可达到9W 时,电源电压V CC 至少应为多少?(3)为了消除该电路的交越失真,电路修改为图7.24(b)所示,若此修改电路实际运行中还存在交越失真,应调整哪一个电阻?如何调?L +-ou o u L +-(a) (b)图7.24 题8图解:(1)静态时,电容C 两端的电压应是V CC /2。
(2)若管子的饱和压降U CES 可以忽略不计。
忽略交越失真,最大不失真输出功率为82 L2CC L 2om om R VR U P ≈=当最大不失真输出功率P om 达到9W 时,电源至少应为 V CC =24V 。
(3)图7.24(b)所示,若此修改电路在实际运行中还存在交越失真,应调整电阻R 3,使该电阻增大,从而消除交越失真。
9. 在图7.25所示电路中,已知V CC=15V,T1和T2管的饱和管压降│U CES│=1V,集成运放的最大输出电压幅值为±13V,二极管的导通电压为0.7V。
(1)若输入电压幅值足够大,则电路的最大输出功率为多少?(2)为了提高输入电阻,稳定输出电压,且减小非线性失真,应引入哪种组态的交流负反馈?在电路中画出反馈电路。
(3)若U i=0.1V时,U o=5V,则反馈网络中电阻的取值约为多少?Ωiu+-L+-ou图7.25题9图解:(1)输出电压幅值和最大输出功率分别为W6.10)2(V13L2OmaxomOmax≈=≈RuPu(2)应引入电压串联负反馈,电路如解题9图所示。
iu+-解题9图(3)在深度负反馈条件下,电压放大倍数为- 9 -50 1o 4f o ==+≈=iu i u U U A R R U U A Ω=k 24R , 所以Ω=k 98f R 。
10. 某电路的输出级如图7.26所示。
试分析(1)R 3、R 4和T 3电路组合有什么作用?(2)电路中引入D 1、D 2的作用?iuoCCV CCV图7.26 题10图解:(1)R 3、R 4和T 3组成“U BE 扩大电路”,用以消除交越失真。