第13讲 功放

电子技术基础模拟电子部分第三节功率放大电路3.3.1对功放的一般要求与功放的分类一、对功放的一般要求（特点）1）输出功率尽可能大。最大输出功率系指在正弦输入信号下，输出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的有效值的乘积。对共射接法CMCEMCMcemoIUIUp2122max2）非线性失真要小。3）效率要高由于功放的工作点在大范围内变化，使管子的非线性问题充分地表现出来，实际中要规定允许的失真度范围。功放实际上是能量转换器，它将直流电源供给的直流功率转换成交流功率。在此过程中，放大管本省也要消耗一部分功率。放大器根据其Q点位置的不同，主要分成：二、OTL功放分类uCE(V)ic(mA)UccRcQ11．甲类功放——Q点位于负载线的中点（Q1）2．乙类功放——Q点位于截止边缘（Q2）（此时只有信号的正半周起作用）uCE(V)ic(mA)UccRcQ1Q2uCE(V)ic(mA)UccRcQ1Q3Q23．甲乙类功放——Q点处于甲类和乙类之间（靠近截止区）（Q3）功放的内部损耗主要是静态管耗（PQ=ICQUCEQ），从效率角度考虑，PQ越小越好，显然乙类功放管耗最小，其次是甲乙类，但却都易引起失真。因此就要在电路上加以改进，使其既能提高效率，又能减小波形的失真，这就有了互补对称式功放。3.3.2互补对称功率放大电路一、OTL互补对称功率放大0.5UCCRL+UCCT1REACLui0.5UCCRL+UCCT1T2ACL1．静态时，A、B两点的电位均为UCC/2，IBQ=0，两管都处于截止状态，所以两管都工作于乙类状态；2．当Ui在UCC/2上下变化时正半周时，T1导通，T2截止,CL充电，电流由电源提供；0.5UCCILRL+UCCT1T2ACLB0.5UCC负半周时，T1截止,T2导通，CL放电，电流由电容CL提供。（电容应足够大）RL+UCCT1T2ACLIL在输出信号的一个周期内，两只特性相同的管子交替导通，它们互相补足，故称为互补对称式。互补对称式电路实际上是由两组射极输出器组成，因此它还具有ri高和ro低的特点。在信号正、负半周交接处，ui较小，由于三极管死区电压U0的影响，三极管基本处于截止状态，所以这段区域uo=0，即出现失真现象。这种在信号正负半周交接处的失真现象——称为交越失真。3.电路缺点：信号较小时，有交越失真0.5UCCRL+UCCT1T2ACL产生上述现象的主要原因是管子处于乙类放大状态，无静态偏流。若使管子都处于甲乙类放大状态，使T1、T2都有一个小的静态偏流，则可消除交越失真。0.5UCCRL+UCCT1T2ACL此时T1、T2均处于甲乙类放大状态，其导通时间比半个周期稍长，即有一定的交替时间。二、OTL甲乙类互补对称电路RL+UCCT1T2CL0.5UCCRL+UCCT1T2CLOTL功放虽省去了输出变压器，但仍需经过电容C耦合到负载，否则静态时负载上有功率损耗。当C容量不够大时，低频效应差；而采用大容量的电解电容，其又具有电感效应，有高频相移，且难于集成。为彻底实现直耦，可将OTL电路中的输出电容C省去，而采用OCL电路。但此时需用正、负两路电源，且使静态时两管的发射极（即输出点O）为地电位，这样负载可直接接到该处，而其静态功耗为零。现在高保真度的音响设备通常都是采用OCL电路。RL+UCCT1T2CLRL+UCCT1T2－UCC三、OCL甲乙类互补对称功放RL+UCCT1T2－UCCBX对于OCL电路，当偏置电路出现故障时，将有较大的电流长期流向负款式，可能造成损坏，一般在输出端接入熔断丝（保险丝）作为保护措施。3.3.3采用复合管的功率输出级一、复合管作为输出一定功率的输出级，对功率管的耐压、电流容量和允许的功率损耗，都有较高的要求。通常采用复合管（即达林顿管）作为功率管。所谓复合管就是两个三极管直接连接。将前一级管的发射极或集电极接到下一级管子的基极即构成复合管。T2T1复合管的类型由第一管决定，第一管的类型相同（若第一管为PNP管，则复合管为PNP型），且b、c、e各极与第一管相同。NPN管NPN管PNP管PNP管T1T2T1T2T1T2二、复合管组成的互补输出级RL+UCC－UCCBXT3T1T2T4二、复合管组成的准互补输出级RL+UCC－UCCBXT3T1T2T43.3.4、带有前置放大电路的互补对称电路1）T1、T2工作在甲乙类状态。可减少交越失真。2）RB1与A点相连可稳定静态工作点。其对交流信号的影响在后面的章节再谈。+UCCT1T2ACLuiC1RB1RB2RE3CER2R1RLRE1RE2AC2T3