教育专题：单管（甲类）功放

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,*,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,*,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,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,*,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,*,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,*,7.2,单管功率放大器,主讲：刘雨,7.2,单管功率放大器,7.2.1,电路组成及工作原理,7.2.2,输出功率及效率,本节学习目标,1,、,理解单管功率放大器的电路组成及工作,原理,。,2,、,掌握输出功率和效率。,上节复习,1、,对功放的要求：,信号失真小；有足够的输出功率；效率高；散热性能好。,1,、,低频功率放大器的性能要求,有哪些？,2、低频,功率放大器,按静态工作点的位置可以分为那几,类,？,乙类功放：,Q,点在交流负载线和,I,B,=0,输出特性曲线交点。,甲乙类功放：,Q,点在交流负载线上略高于乙类工作点处。,甲类功放：,Q,点在交流负载线的中点。,电路特点,：,输出波形无失真，但静态电流大，效率低。,2,低频,功率放大器,按静态工作点的位置可以分：,7.2.1,电路组成及工作原理,一、电路组成,V,为功率放大管，,R,b1,、,R,b2,和,R,e,为分压式电流负反馈偏置电路，,C,e,为射极旁路电容，,R,L,为负载电阻，,T,1,和,T,2,为输入、输出变压器，统称为耦合变压器。,7.2.1,电路组成及工作原理,耦合变压器的作用，一是隔断直流耦合交流信号，二是阻抗变换，使功率管获得最佳负载电阻,R,L,，以便向负载,R,L,提供最大功率。,最佳负载电阻为,式中，是变压器的匝数比，称为变比。,合理选择,n,，可得管子最佳负载电阻,R,L,。,例,7.2.1,图中，负载,R,L,=8,，晶体管集电极输出功率,P,o,=140 mW,，集电极电流,I,c,=31 mA,。求：,(,1,),输出变压器,T,2,的初级等效电阻,R,L,=,？,(,2,),要使负载,R,L,获得理想的最大功率，,T,2,的变比,n,=,？,解,(,1,),因为,所以,(,2,),因为,所以,二、电路工作原理,当,v,i,=0,，电路处于静态，,i,C,=,I,CQ,。因,T,2,隔直作用，,R,L,中无电流，放大器无信号输出。,当,v,i,0,，则,v,i,v,be,i,b,i,c,。经,T,2,耦合，,R,L,有电流,i,L,，放大器有信号功率输出。,7.2.2,输出功率及效率,一、输出功率,图解分析：,1,作直流负载线：,因为T2一次侧线圈直流电阻很小，直流短路。Re很小，直流压降可忽略不计。,V,CE,=,V,G,I,C,(,R,c,+,R,e,),因为,R,c,+,R,e,0,所以,V,CE,=,V,G,I,C,=,V,G,/,(,R,c,+,R,e,),结论：通过,V,G,点而垂直于,V,CE,轴的直线。,过,V,G,点作直流负载线，与,I,BQ,之交点，,得静态工作点,Q,。,7.2.2,输出功率及效率,2,作交流负载线：,R,L,=,n,2,R,L,结合以前学过的交流负载线的做法,，过,Q,点，作交流负载线,AB,。,理想：非常贴近于安全工作区边界而又不超过安全工作区的一条直线，使Po最大。,3,画,v,CE,、,i,C,波形：,加入信号后，输入信号电压足够大，动态IB在IB0IB4之间，即在Q Q 两点之间移动。,得正弦信号的最大值分别为,I,cm,和,V,cem,，则功放管集电极输出功率为,可见，输出信号越强，输出功率,P,o,越大。,为不产生饱和失真和截止失真，,忽略,V,CE S,和,I,CEO,时，则功放管不失真条件为,I,cm,I,CQ,V,cem,V,G,在输出信号最大且不失真时，有 于是功放管不失真最大输出功率为,二、效率,1,电源供给功率为,P,G,=,I,CQ,V,G,可见，电源供给功率与信号无关。,2,功放管最大效率,（,：“伊塔”）,为,即,=90%,可见，最大不失真输出功率仅为电源供给功率的一半，效率很低。,若考虑,V,CES,和,I,CEO,，则功率管的效率,仅为,40%45%,，如果再考虑变压器的效率,T,(,0.75 0.85,),，则甲类功放总效率为,=,T,通常只有,30%35%,。,结论，甲类功放电路优点是输出波形失真小；缺点是无信号时，电源供给功率全部转换成热能，因此效率低。,工程应用,功率放大器有一部分电能消耗在功放管上，产生损耗使功放管发热，热的积累将使晶体管性能恶化，甚至烧坏，为保证功放管安全可靠地工作，通常功放管集电极有金属散热外壳，另外通常需要给功放管安装散热片和采取过载保护措施。,功放管检测与普通三极管类似，但功放管工作电流比较大，因而其,PN,结的面积也较大。,PN,结较大，其反相饱和电流也必然增大。所以，若像测量中小功率三极管极间电阻那样，使用万用表的,R,1 k,挡测量，必然测得的电阻值很小，好像极间短路一样，所以通常使用,R,10 k,或,R,1 k,挡检测功放管,。,练一练,结合本节课堂所学，完成书本117面习题7-2、7-5。,