互补对称功率放大电路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.4互补对称功率放大电路,3.4.3 甲乙类互补对称功率放大电路,3.4.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,3.4.1 放大电路的工作状态,3.4.4 单电源互补对称功率放大电路,1,3.4.1 放大电路的工作状态,二、对功放有何要求？,一、为何要用功放？,三、放大电路工作状态,甲类,(,=,2,),乙类,(,=,),甲乙类,(, 2,),故,越小，效率越高,t,i,C,O,I,cm,2,I,CQ,t,i,C,O,I,cm,2,I,CQ,t,i,C,O,I,cm,I,CQ,2,提供足够大输出功率,P,om,大，,高，,失真小，安全工作,乙类： 失真大，静态电流为零 ，管耗小，效率高。,甲乙类： 失真大，静态电流小 ，管耗小，效率较高。,甲类： 失真小，静态电流大，管耗大，效率低。,2,3.4.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,一、电路组成及工作原理,u,i,= 0时，V,1,、V,2,截止,u,O,= 0。,假设三极管死区电压为零，则,简称,OCL,电路,O,utput,C,apacitor,l,ess,i,O,u,i, 0 V,1,导通,V,2,截止,3,理想工作波形,u,O,u,i,O,t,U,om,i,C1,O,t,I,cm,i,C2,O,t,I,cm,i,O,O,t,I,om,=,I,cm,u,i,= 0时，V,1,、V,2,截止,u,O,= 0。,假设三极管死区电压为零，则,i,O,u,i, 0 V,1,导通,V,2,截止,3.4.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,4,1. 输出功率和,最大不失真输出功率,只有充分激励，才能,输出最大不失真功率。,二、性能分析,5,2. 电源功率,二、性能分析 续,i,C1,O,t,I,cm,i,C2,O,t,I,cm,6,2. 电源功率,故得,P,D,=,I,C1（AV）,V,CC,+,I,C2（AV）,V,EE,= 2,I,C1,（AV）,V,CC,= 2,V,CC,I,cm,/,= 2,V,CC,U,om,/,R,L,3. 效率,最大输出功率时,二、性能分析 续,最大输出功率时,7,4. 管耗,令,则得,时管耗最大，,二、性能分析 续,8,P,CM, 0.2,P,om,U,(BR)CEO, 2,V,CC,I,CM,V,CC,/,R,L,选管原则,9,例3.4.1,解：,下图中，,V,CC,=,V,EE,= 24 V，,R,L,= 8,， 试估算,P,om,以及此时的,P,D,、,P,C1,，并选管。,=,4.9 W,U,(BR)CEO,2,V,CC,= 48 V,I,CM,I,Cmm,=,V,CC,/,R,L,=24V / 8,= 3 A,选管要求：,P,CM,P,C1m,=7.2W,留裕量,10,3.4.3 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,交越失真,原因：死区电压,措施：给两管发射结加静态正偏,压，使静态时微导通。,通常取,I,CQ,很小，,计算公式同乙类OCL,11,等,效,为,二,极,管,串,联,常用的甲乙类OCL电路,对交流信号应近似短路,12,二、复合管互补对称放大电路,1. 复合管,(又称达林顿管),作用：实现异型管子的配对、提高电流放大倍数等,i,b1,(1 +,1,),i,b1,(1 +,1,) (1 +,2,),i,b1,= (1 +,1,+,2,+,1,2,),i,b1,1,2,r,be,=,r,be1,+ (1 +,1,),r,be2,2,(1+,1,),i,b1,1,i,b1,i,b,i,c,i,e,(,1,+,2,+,1,2,),i,b1,V,1,V,2,13,复合管的特点,复合管类型与第一只管子相同。,同型复合管输入电阻增大，,异型复合管输入电阻与第一只管子的相同,V,1,V,2,NPN + NPN,NPN,V,1,V,2,PNP + PNP,PNP,V,1,V,2,NPN + PNP,NPN,V,1,V,2,PNP + NPN,PNP,14,复合管的构成原则,构成规则：保证各管工作在放大状态；电流正常流通。,故通常,B,1,为,B,，,C,1,或,E,1,接,B,2,，,C,2,、,E,2,为,C,或,E,例如下列图不能构成复合管：,V,1,V,2,V,1,V,2,复合管通常要接泄放电阻，以减小等效穿透电流。,15,2. 复合管互补对称电路举例,V,5,V,7,、,R,P, 克服交越失真,V,1,、V,3, NPN,V,2,、V,4, PNP,R,E1 、,R,E2, 稳定 “,Q,”、过流保护,取值 0.1,0.5,R,3 、,R,5, 穿透电流泄放电阻,R,4, 使 V,3,、V,4,输入电阻平衡,准互补对称电路,V,8, 构成前置电压放大,R,B1,引入负反馈，提高,Q,点稳定性，改善交流性能,R,L,R,P,V,4,+,V,CC,V,5,V,1,V,2,R,2,R,B1,R,B2,+,u,o,+,u,i,+,+,+,V,6,V,7,V,8,E,U,B3,R,1,R,5,R,3,I,C8,R,E1,R,E2,R,4,V,3,U,B8,V,EE,16,3.4.4 单电源互补对称功率放大电路,简称,OTL,电路,O,utput,T,ransformer,l,ess,电路特点：,单电源,输出端接大容量电容器,静态时保证,输出端大容量电容器,C,的作用：,（1）将单电源,V,CC,等效成双电,源,V,CC,/2 ; （2）隔直耦合。,采用 OCL 公式进行计算，但要用,V,CC,/ 2 取代原公式中的,V,CC 。,+,u,i,R,L,R,B,V,4,+,V,CC,V,5,V,1,V,2,C,E,R,E,R,B1,R,B2,+,u,o,+,+,+,C,E,17,OCL 电路和 OTL 电路的比较,较复杂,较简单,电路结构,P,om,f,L,低频响应好,频率响应,交流,交、直流,放大信号,单电源,双电源,电源,OTL,OCL,18,作业：,19,3.4 复习要点,1. 了解功放的特点、类型。,掌握,乙类和甲,乙类,OCL,功放电路的组成、工作原,理、功率与效率的计算，功率管的选用。理解,OTL,电路。,3.,理解复合管的组成与特点。,主要要求：,OCL,电路的组成、工作原理、功率与效率的估算。,重点：,20,试比较功率放大电路与小信号电压放大电路的异同。,*讨论,21,讨论小结,均用以放大信号，但作用不同：,功放用以给负载提,供输出功率足够大的不失真信号；,电压放大电路主,要用于放大电压信号。,性能要求不同：,功放要求输出功率大、效率高、失,真在允许范围内、安全工作，因此功放的主要指标,为,P,om,、,，并要求根据极限参数,I,CM,、,P,CM,、,U,(BR)CEO,选择合适的功率管，,以保证电路安全工作。,电压放大电路则要求失真小、电压增益大，输入电,阻、输出电阻和带宽合适。,22,电路组成不同：,组成功放电路要考虑采用负载能力,强的电路并采用复合管，以输出足够大功率；采用,三极管导通时间少的电路，以提高效率；引入负反,馈、采用推挽工作电路等，以减小失真；必须选择,合适的功率管，并在必要时采取散热措施、引入过,流过压保护电路等，以保证电路安全工作。实用中,低频功放多采用甲乙类,OCL,互补对称电路。而组成,电压放大电路则主要考虑工作点合适、稳定，增益,大、 带宽大等。,讨论小结 续,23,工作状态不同：,功放电路只有在加入足够大输入信,号时，才能输出足够大功率，这一点必须加以强调。,由于是大信号工作，三极管工作于接近极限状态，,提高电源效率和保证管子安全工作就很重要，因此,低频功放常采用效率较高的乙类或甲乙类工作状态。,电压放大电路是小信号工作电路，效率不是主要问,题，而减小失真很重要，因此采用效率较低但波形,失真小的甲类工作状态。,讨论小结 续,24,分析方法不同：,由于大信号工作，因此功放电路的,分析不能采用电压放大电路所采用的微变等效电路,分析法。功放电路的分析主要是计算,P,om,、,、管耗,P,C,，并计算三极管的极限参数,I,CM,、,P,CM,、,U,(BR)CEO,。,讨论小结 续,25,