e
iE
= ΔiC + ΔiB
与NPN型三极管等效
rbe= rbe1
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第四章 功率放大电路
c
iC iC1 VT1 iE1= iB2 iC2 b iB iB1 VT1 iE1 iC1= iB2
c iC VT2 iC2 iE e
b
iB iB1
VT2
iE e
与PNP型三极管等效
β = β1+β2+β1β2 ≈ β1β2
VD1 VD2 b2 R2
C1 + VCC VT2 2 PNP
uo
iL
RL
O iC
2
t
O iL O
t
iC2
t
OTL甲乙类互补对称电路的波形图
13
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第四章 功率放大电路
3. OCL甲乙类互补对称电路
R1
ui b1 R VD1 VD2 b2 R2 VT2 PNP
iC1
VT1
NPN
+VCC
静态时
当满足条件UCES <<VCC时
17
Pom ≈
V2CC 2RL
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第四章 功率放大电路
（2）效率
当输出最大功率时，放大电路的效率等于最大输 出功率pom与直流电源提供的功率PV之比。 1 PV = VCC × π
π
0
Icmsinωtd(ωt) =
2VCCIcm ≈ π
2V2CC πRL
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第四章 功率放大电路
课堂练习
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首页Biblioteka 四章 功率放大电路第三节 采用复合管的互补对称放大电路
复合管的接法及其β和rbe
复合管组成的互补对称放大电路
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第四章 功率放大电路
一、复合管的接法及其β和rbe
复合管可由两个或两个以上的三极管组合而成。它们 可以由相同类型的三极管组成，也可以由不同类型的 三极管组成。 无论由相同或不同类型的三极管组成复合管时，
PTm VCC 2 RL
当忽略三极管的管压降时，PTm = 0.2 Pom 因此，在选择功率三极管时应满足，PCM > 0.2 Pom
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第四章 功率放大电路
2. OTL互补对称电路主要参数的估算
iC1
交流负载线
A
若VT1、VT2对称 Vcc Ucem= - UCES 2
Q
O
Icm1
第四章 功率放大电路
第一节 功率放大电路的主要特点
对放大电路的要求
放大电路中三极管的工作状态 放大电路的分析方法
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1
第四章 功率放大电路
一、 对放大电路的要求
在一些电子设备中，常要求放大电路的输出级能 带动某种负载，因而要求放大电路有足够大的输 出功率。这种放大电路通称为功率放大器。
1. 根据负载要求，提供足够的输出功率。
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第四章 功率放大电路
二、放大电路中三极管的工作状态
在功率放大电路中，三极管工作在大信号状态，
使得管子的特性曲线的非线性问题充分暴露出来。 在实际的功率放大电路中，应根据负载的要求， 尽量设法减小输出波形的非线性失真。 当功率放大电路工作时， 应防止三极管的工作点超出安全工作区的范围。 选用放大三极管时，极限参数应留有一定的余地。
I cm VCC / 2 U CES VCC RL 2 RL I CM VCC RL
▼ 集电极最大允许反向电压U(BR)CEO
U CE1 | U CE2 | VCC U CE1 VCC | U CES2 | VCC
U (BR)CEO VCC
▼ 集电极最大允许耗散功率PCM PTm = 0.2 Pom PCM > 0.2 Pom
首先，在前后两个三极管的连接关系上，应保证前级 三极管的输出电流与后级三极管的输入电流的实际方 向一致。
其次，外加电压的极性应保证前后两个三极管均为发 射结正偏，集电结反偏，使两管都工作在放大区。
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第四章 功率放大电路
ΔiC1 = β1 Δ iB1
c
ic ic2
( β1+ β2+ β1 β2) ΔiB
ΔiC2 = β2 (1+ β1) ΔiB1
b
iB
iB1
ic1
VT1
iE1= iB2 ΔiE1= ΔiB2 = (1+ β1)ΔiB1
VT2 ΔiE= (1+β2) (1+ β1)ΔiB1
iE = ΔiB + ΔiC
e
β=
ΔiC ΔiB
与NPN型三极管等效
= β1+β2+β1β2 ≈ β1β2
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rbe= rbe1 +（1+ β1）rbe2
-uCE2
O UCES Ucem1
uCE1
VCC 2
B i C2 OTL互补对称电路的图解法
22
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第四章 功率放大电路
（1）最大输出功率
2 2 U ( V / 2 – U ) cem 1 1 CC CES Pom = 1 Ucem Icm= 2 2 RL = 2 R L
VCC 若满足UCES << 2 （2）效率
10
o
o
交越失真
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第四章 功率放大电路
iB
0
iC uBE
0
输出信号
交越失真
输入信号
0
t
ui
交越失真的产生
在两个管子交替工作区域出 现的失真称为交越失真
t
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第四章 功率放大电路
2. OTL甲乙类互补对称电路
R1 ui
iC1
VT1
+VCC
+ b1 R
VD1 VD2 b2 R2
iB1
NPN
U CC u CE
0
t
(a) 甲类
0
iC
Q
0
iC
t
0
(b) 甲乙类
iC
U CC u CE
Q
0
7
t
(c) 乙类
0
U CC u CE
第四章 功率放大电路
晶体管的工作状态
IC Q
O
iC
UCE
O
t
IC
Q UCE
iC
O
O
t
甲类工作状态 晶体管在输入信号 的整个周期都导通 静态IC较大，波形好, 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， 静态IC=0，波形严重失 真, 管耗小效率高。 甲乙类工作状态 晶体管导通的时间大于半 个周期，静态IC 0，一般 功放常采用。
当忽略饱和管压降UCES 时，OCL乙类和甲乙类互补 对称电路的效率为 pom π η= p ≈ = 78.5% 4 v 如果考虑三极管的饱和管压降UCES ，则OCL乙类和 甲乙类互补对称电路的效率将低于此值。
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第四章 功率放大电路
（3）功率三极管的极限参数 ▼ 集电极最大允许电流ICM
为了防止出现此种情况，实际使用的电路中，
常常在负载回路接入熔断丝作为保护措施。
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第四章 功率放大电路
二、 互补对称电路主要参数的估算
1. OCL互补对称电路主要参数的估算
iC1 A
若VT1、VT2对称 Ucem= Vcc - UCES
Q Ucem1 VCC O uCE1
Icm1
-uCE2
在OCL互补对称电路中，流过三极管的最大集电极 电流为：
I cm VCC U CES VCC RL RL
因此选择功率三极管时，其集电极最大允许电流应为：
I CM VCC RL
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第四章 功率放大电路
▼ 集电极最大允许反向电压U(BR)CEO 在OCL互补对称电路中，两个三极管的集电极电压 之和等于2VCC，即
U (BR)CEO 2VCC
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第四章 功率放大电路
▼ 集电极最大允许耗散功率PCM 在OCL互补对称电路中，直流电源提供的功率PV， 一部分转换成输出功率Po传送给负载，另一部分则 消耗在三极管内部，成为三极管的耗散功率PT ，使 管子发热。 当集电极输出电压的峰值UOM ≈0.6 VCC时，三极管 的功率损耗达到最大，即PT= PTm 。此时，每个三 极管的最大管耗为: 2
O UCES
ui > 0时工作点沿QA上移。 ui < 0时工作点沿QB下移。
OCL互补电路的图解法
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第四章 功率放大电路
（1）最大输出功率 Ucem = VCC - UCES
I cm
U cem VCC U CES RL RL
2 2 U ( V – U ) 1 CC 1 cem CES Pom = 2 = RL 2 RL
最大输出功率Pom ：
在正弦输入信号下，输出波形不超过规定的非线性失真指标时， 放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。
共射接法下 Pom=
Ucem
2
Icm 1U I · = cem cm 2 2
2
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第四章 功率放大电路
2. 具有较高的效率。 放大电路输出给负载的功率由直流电源提供。 在输出功率比较大的情况下，效率问题更为重要。 如果功率放大电路的效率不高，不仅造成能量的浪费， 而且消耗在放大电路内部的电能将转换成为热量，使管 子、元件等温度升高，因而不得不选用较大容量的放大 管和其他设备，很不经济。 po 放大电路的效率可表示为η = p v 式中 po 为放大电路输出给负载的功率， 而 pv 为直流电源Vcc所提供的功率。