当前位置:
文档之家› 第三章四互补对称功率放大电路
第三章四互补对称功率放大电路
1 ( 2VCCU om
2 RL
U
2 om
)
U om
2 RL
RL
(VCC
U om ) 4
管耗与输出信号电压的幅度有关!
(2)最大管耗:
a.最大管耗时的U
的值:令:dp1
om
dU om
VCC
RL
U om 2 RL
0
得:U om
2VCC
0.6VCC时,pc1达最大值。
2VCC
第一级电压增益
Au1
uo1 ui
rbe1
1RL1 (1 1)R4
601.3 9.6 2 61 0.1
Au1(dB) 20 lg 9.6 19.6(dB)
第二级电压增益
Au1
uo ui 2
2
RL rbe2
2
4.7 / /5.1 2.2
2RL Pom
2 RL
2
2
Pom
0.2 Pom
0.2 VC2C 2 RL
最大管耗不应超过晶体管的最大允许管耗,即PC1m=0.2Pom<PCM。
例3.4.1P99 已知:VCC=VEE=24V,RL=8Ω,求:pom,pDc,pc1及选管
解:(1)pom
U2 omm
2 RL
242 36(w) 28
采用正、负电源构成的乙类互补对称功率放大电路如下动画所
示,V1和V2分别为NPN型管和PNP型管,两管的基极和发射极分别连 接在一起,信号从基极输入,从发射极输出,RL为负载。要求两管 特性相同,且VCC=VEE。
0
特点:双电源,V1与V2交替工作,正负电源交替供电,输入与输 出之间双向跟随 。
原理:静态即ui = 0 时 , V1 、 V2 均零偏置,两管的IBQ、ICQ 均为零,uo=0,电路不消耗功率。 ui > 0 时,V1正偏导通,V2 反偏截止,io= iE1=iC1,uO = iC1RL ; ui < 0 时,V1反偏截止,V2 正偏导通,io=iE2=iC2, uO = iC2RL ;
111
Au2 (dB) 20 lg111 41(dB)
RL1 R3 / / Ri2 5.1/ /1.7 1.3k
IC1
IC 2
1
2
0
Icm sin td (t)
I cm
PDC
VCC Icm
考虑UCE (sat ) : PDC 不考虑UCE (sat ) : PDC
VCC U om VCC
RL
VCC
1 2
VCC
RL
[
1 2
VCC
VC2C
+ + UCE4 UBE4 -
-
工当当通3U、 作;BuuE原iiV4U2=<理C微E00R:扩 导1时(R通大 从,2R小电 V21到、U路截大CVE( 2止变4微c化) 导时通图 微),。导V通1 微导通 充分导通 微导 当通所U;示CuEiV。41>微0U导R(B通从2E 4大(R到1 截小 止变R2化)调时R微)1,、导RV2通2可微。调导实U通际C电E4路充如分上导图通(b)和微(导c)
PDc
2VC2C
RL
2 242
8
45.9(W )
pc1
1 2
(45.9 36)
4.9(W )
(2) pc1m
VC2C
2RL
242
8 2
7.3(W )
(3)选管:PCM 7.3(W )
U(BR)CEO 2VCC 2 24 48(V )
二、放大电路的工作状态
放大电路按三极管在一个信号周期内导通时间的不同,可分为 甲类、乙类以及甲乙类放大。在整个输入信号周期内,管子都有电 流流通的,称为甲类放大,如下表所示,此时三极管的静态工作点
电流ICQ比较大;在一个周期内,管子只有半周期有电流流通的,称
乙类放大;若一周期内有半个多周期有电流流通,则称为甲乙类放 大。
n
Au Au1 Au 2 Au3 L Aun
Auk
k 1
n
Au (dB) Au1(dB) Au2 (dB) Aun (dB) Auk (dB)
k 1
RLK Ri(k 1) ; RSK RO(K 1)
多级放大电路的输入电阻:Ri = Ri1 多级放大电路的输出电阻:Ro = Ron
晶体管截止,当输出电压uo达到最大不失真输出幅度时,截止管 所承受的反向电压为最大,且近似等于2VCC。为了保证功率管不 致被反向电压所击穿,因此要求三极管的
U(BR)CEO>2VCC=2×24V=48 V。 放大电路在最大功率输出状态时,集电极电流幅度达最大值
Icmm,为使放大电路失真不致太大,则要求功率管最大允许集电
极电流ICM满足ICM>Icmm=VCC/RL=3A。
四、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
1、乙类互补对称功放的交越失真
克服交越失真的思路:管子工作在甲乙类,处于微导通状态。两管 合成后,相互补偿,消除失真 。 电路如下图(a)所示,利用二 极管进行偏置,直流电源给V1 、 V2提供静态电压。 2、甲乙类互补对称功率放大电路
§3.4 互补对称功率放大电路
教学要求
1.掌握甲类、乙类和甲乙类三类功率放大电路的工作原理; 2.理解交越失真形成机理;
3.了解复合管结构及其特性。
一、概述 对功率放大电路的基本要求 1.不失真情况下输出尽可能大的功率:I与U都大,管子工作在极限 状态。 2.提高效率: = Pomax / PDC 要高 3.集电极最大功耗: PC=PDC-PO功放管极限应用,选管要保证安全 。
2.电路的组成:
输入级:与信号源相连接 的第一级放大电路。 输出级:与负载相连接的 末级放大电路。 中间级:输入级与输出级 之间的放大电路。
(二)多级放大电路性能指标的估算
Au
uo ui
uo1 guo2 guo3 L ui ui 2 ui3
uon uin
Au1 gAu 2 gAu3 L
Aun
2 RL
U CE ( sat ) ] RL
(3)总管耗:PC PDC Pom 1
pc1 pc 2 2 ( PDC Pom )
(4)效率: PO
PDC
理想:m
4
§3.5 多级放大电路
教学要求: 熟悉零点漂移产生的主要原因及抑制零漂的方法; 掌握多级放大电路的几种主要耦合方式; 掌握理想运算放大器的理想条件。
(三)甲乙类单电源互补对称放大电路 OTL电路: 1.电路组成
2.工作原理
当 ui > 0 时:V2 导通,C 放电,V2 的等效电源电压 0.5VCC。 当 ui < 0 时:V1导通,C 充电,V1 的等效电源电压 + 0.5VCC。 注意: 应用 OCL 电路有关公式时,要用 VCC / 2 取代 VCC 。
一个信号 状态 周期内导
通时间
工作特点
整个周 失真小,静态电流
甲类 期内导 大,管耗大,效率
通
低。
半个周 失真大,静态电流
乙类 期内导 为零 ,管耗小,
通
效率高。
甲乙 类
半个多 周期内 导通
失真大, 静态电 流小 ,管耗小,
效率较高。
图示
三、乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL) (OCL — Output Capacitorless) (一)电路组成及工作原理
问题:两管交替导电时刻,输入电压小于死区 电压时,三极管截止, 在输入信号的一个周期内,V1、V2轮流导通时,基极电流波形在过 零点附近一个区域内出现失真,称为交越失真。且输入信号幅度越 小失真越明显。产生交越失真的原因:静态时,UBEQ=0 , ui尚小时, 电流增长缓慢 。
(二)功率和效率 1.输出功率:输出电流和输出电压有效值的乘积,就是功率放大电 路的输出功率。
Uom
0时 0
U
时
omm
m
VCC
4
U CE ( sat ) VCC
4
78.5%
实用中,放大电路很难达到最大效率,由于饱和压降及元件损 耗等因素,乙类推挽放大电路的效率仅能达到60%左右。
4.管耗
(1)每只管耗:
pc1
pc 2
1 2 ( pDC
po )
3、功率
(1)最大不失真输出功率:
P O
U
2 om
2RL
考虑UCE (sat )
:
pom
[
1 2
VCC
不考虑U
CE
(
sat
)
:
pom
VC2C 8RL
UCE (sat ) ]2 2 RL
(2)电源提供功率:
pDC
IC1
VCC 2
IC 2
VCC 2
VCC IC1
(1)输出功率:PO
U om 2
I cm 2
1 2 U om Icm ;
po
U
2 om
2 RL
1 2
RL
I
2 cm
I cm
U om RL
(2)最大不失真输出电压幅度:Uomm VCC UcE(sat) VCC