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第3章 功率放大器.ppt

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第3章 功率放大器,一、功率放大电路研究的问题,二、对功率放大电路的要求,三、晶体管的工作方式,四、功率放大电路的种类,1、功率放大电路简介,功率放大电路以获得最大输出功率为目标,即不仅要求足够大的电压变化量,而且还要求足够大的电流变化量,它能高效地把直流电能转化为按输入信号变化的交流电能,即能够向负载提供足够输出功率的电路称为功率放大器,简称功放。,1. 性能指标:输出功率和效率。若已知Uom,则可得Pom。,最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。2. 分析方法:因大信号作用,故应采用图解法。3. 晶体管的选用:根据极限参数选择晶体管。在功放中,晶体管集电极或发射极电流的最大值接近最大集电极电流ICM,管压降的最大值接近c-e反向击穿电压U(BR)CEO, 集电极消耗功率的最大值接近集电极最大耗散功率PCM 。称为工作在尽限状态。,,一、功率放大电路研究的问题,1、输出功率尽可能要高 2、效率要高设放大器的输出功率为Po,电源消耗的功率为PE,则功放电路的效率为:,二、对功率放大电路的要求,1.输出功率尽可能大:即在电源电压一定的情况下,最大不失真输出电压最大。2. 效率尽可能高: 即电路损耗的直流功率尽可能小,静态时功放管的集电极电流近似为0。,三、晶体管的工作方式,1. 甲类方式:晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态 2. 乙类方式:晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态 3. 甲乙类方式:晶体管在信号的多半个周期处于导通状态,放大电路的四种工作状态:.甲类:T管在信号Ui整个周期内都导通。ICQ较 大,管耗大、效率低 。.乙类:T管在信号为半周时间导通,甲类360°导电,,.甲乙类:T管在信号在小于一周期大于半周期导 通、管耗低、提高 .丙类:T管在信号半周时间导通,甲乙类180°~360°导电,,Q,,,Q,,Q,乙类工作状态失真大,静态电流为零 ,管耗小,效率高。,甲乙类工作状态失真大, 静态电流小 ,管耗小,效率较高。,甲类工作状态失真小,静态电流大,管耗大,效率低。,做功放适合吗?,单管甲类电路,乙类推挽电路,信号的正半周T1导通、T2截止;负半周T2导通、T1截止。两只管子交替工作,称为“ 推挽 ”。设 β为常量,则负载上可获得正弦波。输入信号越大,电源提供的功率也越大。,,,,,输入电压的正半周:+VCC→T1→RL→地,输入电压的负半周:地→RL →T2 → -VCC,两只管子交替导通,两路电源交替供电,双向跟随。,,,静态时,UEQ= UBQ=0。,乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL) (OCL — Output Capacitorless),乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL) (OCL — Output Capacitorless),电路组成及工作原理,,ui 0 V1 导通 V2 截止,iC1,io = iE1 = iC1, uO = iC1RL,,,ui 0 V2 导通 V1 截止,,,,iC1,io = iE2 = iC2, uO = iC2RL,,ui = 0 V1 、 V2 截止,两只管子交替导通,两路电源交替供电,双向跟随。,OTL 电路,输入电压的正半周:+VCC→T1→C→RL→地 C 充电。,输入电压的负半周:C 的 “+”→T2→地→RL→ C “ -” C 放电。,C 足够大,才能认为其对交流信号相当于短路。 OTL电路低频特性差。,,,BTL 电路,输入电压的正半周:+VCC→ T1 → RL→ T4→地,输入电压的负半周:+VCC→ T2 → RL→ T3→地,,,①是双端输入、双端输出形式,输入信号、负载电阻均无接地点。 ②管子多,损耗大,使效率低。,几种电路的比较,变压器耦合乙类推挽:单电源供电,笨重,效率低,低频特性差。 OTL电路:单电源供电,低频特性差。 OCL电路:双电源供电,效率高,低频特性好。 BTL电路:单电源供电,低频特性好;双端输入双端输出。,互补输出级是直接耦合的功率放大电路。对输出级的要求:带负载能力强;直流功耗小;负载电阻上无直流功耗;最大不失真输出电压最大。,二、OCL电路,符合要求吗?,1. 输出级的要求,2.基本电路,静态时T1、T2均截止,UB= UE=0,(1)特征:T1、T2特性理想对称。,(2)静态分析,T1的输入特性,(3)动态分析,ui正半周,电流通路为 +VCC→T1→RL→地, uo = ui,两只管子交替工作,两路电源交替供电,双向跟随。,,,ui负半周,电流通路为 地→ RL → T2 → -VCC, uo = ui,三、甲乙类单电源互补对称放大电路,— OTL电路(Output Transformerless ),E,电容 C 的作用:,1)充当 VCC / 2 电源
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