中南大学模电第4章

第4章 功率放大电路

第四章 功率放大电路 4-1 概述 4.2 互补对称功率放大电路(OCL)

4.3 改进型OCL电路

第4章 功率放大电路

4.1 概述

4.1 概述4.1.0 功率放大电路的概述 4.1.1 功率放大电路的特点及主要性能指标 4.1.2 功率放大电路的分类

第4章 功率放大电路

4.1 概述

4.1.0 功率放大电路的概述作用：向负载提供足够的输出功率。 电路特点：(1)较大的工作电流； (2)放大元件为大功率元件； Ri大，Ro小

基本电路：采用共集(共漏)放大电路。

应用:功放电路大多应用于多级放大电路的末级。

第4章 功率放大电路

4.1 概述

功率管作用：将直流电源的能量按照输入信号的变化规律传送给负载， 能量从一种形式(直流)转化为另一种形式(交流)。

不要理解为管子本身把功率放大了。

功率放大含义：用能量较小的输入信号控制直流电源供给负载电压和 电流，使负载得到较大能量。

以小能量控制大能量。

第4章 功率放大电路

功率放大器的特点: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。 例:扩音系统 信 号 提 取 电 压 放 大 功 率 放 大

第4章 功率放大电路

例：温度控制 R1 R1-R3:标准电阻 Ua : 基准电压 Rt :热敏电阻 R3 b

Usc 功 放加 热 元 件

a

+ + - A uo1

uo

A:电压放大器温度调节 过程

R2

Rt

温控室室温T T

Rt

Ub

UO1

UO

第4章 功率放大电路

分析功放电路应注意的问题: (1) 功放电路中电流、电压要求都比较大， 必须注意电路参数不能超过晶体管的极 限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。

IcICM PCM

UCEM

uce

第4章 功率放大电路

(2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止 波形失真。(3) 电源提供的能量尽可能地转换给负载，以 减少晶体管及线路上的损失。即注意提高 电路的效率( )。

PO 100% PEPo : 负载上得到的交流信号功率。 PE : 电源提供的功率。

第4章 功率放大电路

4.1 概述

4.1.1 功率放大电路的特点及主要性能指标对功率放大电路的基本要求是：(1) 输出功率尽可能大

(2) 带负载能力强(Ro小)(3) 效率要高

PO 100% 效率定义为: = 100%= PV 直流电源功率交流输出功率

其中: PV=PO+PT(4) 非线性失真要小

PT为放大电路损耗

(5) 晶体管的散热和保护问题

第4章 功率放大电路

4.1 概述 大电流电路微变等效电路 方法不再适用。

分析方法:图解分析法。

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。 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. 功率放大电路中电源的功率除了提供给负载外， 思考题:

电压放大电路追求不失真的电压放大倍数；功放管功耗提高功放效率的根本途径是减小功放管的功耗。 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。

其余的主要消耗在什么地方？

思考题:

功率放大电路与前面介绍的电压放大电路 有本质上区别吗？

第4章 功率放大电路

4.1 概述

4.1.2 功率放大电路的分类1、三极管的工作状态晶体管根据导通时间可分为如下四个状态: 甲类-------三极管360°导电； 甲乙类----三极管180°~360°导电 乙类-------三极管180°导电 丙类-------三极管<180°导电

第4章 功率放大电路

4.1 概述

三极管的四种工作状态：

甲类：360°导电

甲乙类：180°~360°导电

乙类：180°导电

丙类：<180°导电

第4章 功率放大电路

4.1 概述

三极管的工作状态:(1)甲类工作状态

(2) 乙类工作状态

iCQ0

iCQ

iC

iCt0

IB=00

乙类( = )

uCE

IB=0

甲类( = 2 )

t

0

uCE

iC

iCQ

(3)甲乙类工作状态 甲乙类( < < 2 ) 0

IB=0

t0

uCE

第4章 功率放大电路

4.1 概述

iC

iC Q

QO

t O

Q

uCE

甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。乙类工作状态失真大，静态电流为零 ，管耗小，效率高。

甲乙类工作状态失真大， 静态电流小 ，管耗小，效率较高。

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4.1 概述

2、功率放大电路分类(1)、甲类放大电路

电路特点：(1)晶体管导通角θT为360° (2)波形不失真； (3)电路效率低。

即使在静态电路也 有损耗。

效率是功率放大电路考 虑的主要问题之一。

第4章 功率放大电路

4.1 概述

(2)、乙类放大电路静态时电路无损耗

电路特点：(1)晶体管导通角θT为180°

(2)波形失真；(3)电路效率高。 (3)、甲乙类放大电路

电路特点：(1)晶体管导通角为： 180 T 360 (2)波形失真； (3)电路效率较高。