1、4.1功率放大电路的主要特点,4.2 互补对称功率放大电路,4.3 采用复合管的互补对称功率放大电路,第四章 功率放大电路,例： 扩音系统,功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。,4.1功率放大电路的主要特点,一. 功放电路的特点,（2） 功放电路中电流、电压要求都比较大， 注意：电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。,（1）输出功率Po尽可能大,(3) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真,(4) 电源提供的能量尽可能转换给负载，减少 晶体管及线路上的损失。注意提高电路的效率（）,Pomax
2、 : 负载上得到的交流信号功率。 PE ： 电源提供的直流功率。,（5）功放管散热和保护问题,二. 功率放大器分析方法（图解法）,三极管的静态功耗：,若,动态功耗,（当输入信号Ui时）,放大电路向电阻性负载提供的输出功率,在输出特性曲线上，正好是三角形ABQ的面积，这一三角形称为功率三角形。,要想PO大，就要使功率三角形的面积大，即必须使Uom 和Iom 都要大,最大输出功率,电源提供的功率,此电路的最高效率,甲类功率放大器存在的缺点：,输出功率小静态功率大，效率低,三. 几种工作状态,根据在正弦信号整个周期内的导通情况，三极管可分为几个工作状态：,乙类：导通角等于180,甲类：一个周期内均导
3、通,甲乙类：导通角大于180,丙类：导通角小于180,一. OTL互补对称电路：,基本结构：电路中采用两个晶体管：NPN、PNP各一支；两管特性一致。组成互补对 称式射极输出器,4.2 互补对称功率放大电路,注意：T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作。,交越失真,T2集电极电压：VCC/2静态时：iL= iC1- Ic2=0动态时：集电极最大电流,消除交越失真的OTL电路,一、工作原理（设ui为正弦波）,静态时：,ui = 0V ic1、ic2均=0（乙类工作状态） uo = 0V,动态时：,ui 0V,T1截止，T2导通,ui 0V,T1导通，T2截止,iL= ic1 ;,iL=ic2,
4、注意：T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作。,二. OCL互补对称电路：,输入输入波形图,死区电压,(1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零； (2) 每管导通时间为半个周期 ； (3) 存在交越失真。,二、特点：,消除交越失真的OCL电路,静态时: T1、T2两管发射结电位分别为二极管D1、 D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态甲乙类工作状态,动态时：设 ui 加入正弦信号。正半周 T2 截止，T1 基极电位进一步提高，进入良好的导通状态；负半周T1截止，T2 基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。,电路中增加 R1、D1、R、D2、R2支路,基本原理：,波形关系：,特点：存在
5、较小的静态电流 ICQ 、IBQ 。每管导通时间大于半个周期，基本不失真。,组合特性分析图解法,负载上的最大不失真电压为Uom=VCC- UCES,uo=-uce,（1）最大不失真输出功率Pomax,实际输出功率Po,三、OCL互补对称电路分析计算,最大不失真输出电压Uom,单个管子在半个周期内的管耗,（2）管耗PT,两管管耗,（3）电源供给的功率PV,当,（4）效率,四三极管的最大管耗,问：Uom=？ PT1最大, PT1max=？,用PT1对Uom求导得出： PT1max发生在Uom=0.64VCC处。 将Uom=0.64VCC代入PT1表达式：,选管条件,1. PCM PT1max =0
6、.2PoM,2,3,增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。, 1 2,晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。,复合NPN型,复合PNP型,4.3 采用复合管的互补对称功率放大电路,改进后的OCL准互补输出功放电路：,T1：电压推动级（前置放大级）,倍压电路：T2、R1、R2，扩大UBE电路,T3、T4、T5、T6：复合管构成互补对称功放,准互补,输出级中的T4、T6均为NPN型晶体管，两者特性容易对称。,合理选择R1、R2大小，b3、b5间便可得到 UBE2 任意倍数的电压。,OTL: Output TransformerLess,OCL: Output CapacitorLess,总结：互
7、补对称功放的类型,差动放大级,反馈级,偏置电路,共射放大级,UBE 倍增 电路,恒流源 负载,准互补功放级,保险管,负载,实用的OCL准互补功放电路：,集成功放 LM384管脚说明:,14 - 电源端（ Vcc）,3、4、5、7 - 接地端（ GND） 10、11、12 - 接地端（GND）,2、6 - 输入端（一般2脚接地）,8 - 输出端（经500 电容接负载）,1 - 接旁路电容（5 ）,9、13 - 空脚（NC）,集成功放 LM384 外部电路典型接法：,调节音量,电源滤波电容,外接旁路电容,低通滤波,去除高频噪声,输入信号,输出耦合大电容,1功率放大器的特点：工作在大信号状态下，输出电压和输出电流都很大。要求是在允许的失真条件下，尽可能提高输出功率和效率。 2为了提高效率，在功率放大器中，BJT常工作在乙类和甲乙类状态下，并用互补对称结构使其基本不失真。这种功率放大器理论上的最大输出效率可以达到78.5。 3互补对称功率放大器的几种主要结构：OCL（双电源）甲乙类。OTL（单电源）甲乙类。 4随着半导体工艺、技术的不断发展，输出功率几十瓦以上的集成放大器已经得到了广泛的应用。功率VMOS管的出现，也给功率放大器的发展带来了新的生机。,本章小结,
