模拟电路备课教案第九章

第九章功率放大电路内容提要：本章主要讲述功率放大电路的基本原理和基本分析方法。重点掌握功率放大电路的有关基本概念：晶体管的甲类、乙类和甲乙类工作状态，最大输出功率，转换效率，交越失真等；掌握OCL的工作原理，并估算最大输出功率和效率；正确理解功率放大电路的组成原则，了解功放管的选择方法。第一节功率放大电路概述1.功率放大电路的特点特点功率放大电路是一种能够向负载提供足够大的功率的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电流。管子工作在接近极限状态。一般直接驱动负载，带载能力要强。•要解决的问题（1）提高转换效率：在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的输出功率；（2）减小失真：工作于大信号状态容易产生非线性失真。（3）功放管的保护：管子工作在接近极限状态。•主要技术指标（1）最大输出功率Pom：在电路参数确定的情况下负载可能获得的最大交流功率。（2）转换效率：最大输出功率与电源提供的功率之比，即omV=/PP•分析方法工作于大信号状态，功放管的非线性不可忽略，宜采用图解分析法。思考题：功率放大电路与前面介绍的电压放大电路有本质上的区别吗？无本质的区别，都是能量的控制与转换。不同之处在于，各自追求的指标不同：电压放大电路追求不失真的电压放大倍数；功率放大电路追求尽可能大的不失真输出功率和转换效率。思考题：功率放大电路中电源的功率除了提供给负载外，其余的消耗在什么地方提高功放效率的根本途径是减小功放管的功耗。2.晶体管的工作状态三极管根据正弦信号整个周期内的导通情况，可分为几个工作状态：甲类：=360°max50%乙类：=180°max78.5%甲乙类：180°360°丙类：180°采用甲乙类工作状态最合适，因为甲类效率太低，丙类失真太大，乙类会产生交越失真。思考题：功放中的功放管采用哪种工作状态最合适？3.功放的几种基本电路形式变压器耦合乙类推挽功率放大电路优点：可以实现阻抗变换。缺点：体积庞大、笨重、消耗有色金属，且效率较低（变压器损耗），低频和高频特性都差。无输出电容（OCL）乙类互补对称功率放大电路优点：直接耦合，频率特性好。缺点：双电源供电。无输出变压器（OTL）乙类互补对称功率放大电路静态时：基极电位为Vcc/2，由于电容C的容量足够大，若初始电压为0，则基极电压通过T1管发射结向电容C充电，直至近似为Vcc/2为止。输入信号正半周电源Vcc向T1管供电；输入信号负半周，电+ui-N1N2N2T2T11ci2ci+uo-RL变压器耦合乙类推挽功率放大电路1ci2cittOO2/TToutO2/TT-VccT1T2ui1ei2ei+uo-RLOCL功率放大电路+Vcc1ei2eittOO2/TToutO2/TT容C上存储的电压Vcc/2向T2管供电优点：单电源供电。缺点：低频特性差。第二节互补功率放大电路1.OCL功率放大电路的组成及工作原理•OCL电路的交越失真•思考题：ui可以从A或B点接入吗？小结本讲主要介绍了以下基本内容：功率放大电路的特点和组成原则：输出尽可能大的不失真信号功率和具有尽可能大的转换效率；晶体管的工作状态：甲类、乙类和甲乙类。OCL电路的工作原理、交越失真、最大输出功率、效率的计算。+Vcc/2T1T2ui+uo-RLOTL功率放大电路+Vcc-VccT1T2ui1ei2ei+uo-RLOCL功率放大电路+VccBAR2R1-VccT1T2ui1ei2ei+uo-RL改进的OCL功率放大电路+Vcc功放管的选择作业：P4969.1*，9.2*，9.3，9.7，9.8(max)2CCCESoVUU22(max)2oCCCESomLLUVUPRRsinCCCESCLVUitR若忽略基极回路电流，则电源提供的电流为：()01sin2CCCESVCCCAVCCLCCCCCESLVUPViVtdtRVVUR4omCCCESVCCPVUPV2:CCCESomLVUPR若忽略，则22CCVLVPR22CCVLVPR3.OCL电路中晶体管的选择uoiC2maxiC1maxOt-uCE2QVCC-UCES1uCE1iC1iLiC2tVCC-UCES2•最大管压降：(max)2CECCUV•集电极最大电流：(max)(max)CCCESCCCELLVUVIIRR•集电极最大功耗：1sin,2sinCECComomCLuVUtUitR•思考题：集电极最大功耗是负载获得最•大功率时的管耗吗？是负载功率为0时的•管耗吗？•00211sinsin214TomTCECCComLCComomLUPuidtVUttdtTRVUUR102CComTomLVUdPdUR令22(max)222114CCCCCCCCTLLVVVVPRR22(max)222114CCCCCCCCTLLVVVVPRR功放管的选择原则：(max)2CEOCECCBUUV(max)CCCMCLVIIR(max)0.2CMTomPPPR2R1-VccT1T2ui+uo-RL+Vcc