模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)_功率放大電路

1、第第8章章 功率放大電路功率放大電路概概 述述8.1互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路8.2典型集成典型集成功率放大器及應(yīng)用功率放大器及應(yīng)用8.38.1 功率放大電路功率放大電路 1功率放大電路的特點(diǎn)功率放大電路的特點(diǎn)以輸出功率為主要目的的放大電路稱為功率放大電路。以輸出功率為主要目的的放大電路稱為功率放大電路。 （1 1）要提供盡可能大的輸出功率）要提供盡可能大的輸出功率功放管往往接近極限工作狀態(tài)。功放管往往接近極限工作狀態(tài)。 （2）能量轉(zhuǎn)換效率要高）能量轉(zhuǎn)換效率要高（3）應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)非線性失真提出不同）應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)非線性失真提出不同 的要求的要求（4）功放管的

2、散熱和保護(hù)）功放管的散熱和保護(hù)2放大電路的工作狀態(tài)及提高效率的主要途徑放大電路的工作狀態(tài)及提高效率的主要途徑（1）甲類放大電路）甲類放大電路Q點(diǎn)適中，在正弦信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)均有電流流過晶體管。點(diǎn)適中，在正弦信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)均有電流流過晶體管。（2）乙類放大電路）乙類放大電路靜態(tài)電流為靜態(tài)電流為0，晶體管只在正弦信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通。，晶體管只在正弦信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通。（2）甲乙類放大電路）甲乙類放大電路介于甲類和乙類之間，導(dǎo)通角大于介于甲類和乙類之間，導(dǎo)通角大于180小于小于 360。vBE8.2 互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路8.2.1 雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功

3、率放大電路1電路組成和工作原理電路組成和工作原理靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí)T1、T2均截止，均截止，VB= VE=0(1)特征：特征：T1、T2特性理想對(duì)稱。特性理想對(duì)稱。(2)靜態(tài)分析靜態(tài)分析T1的輸入特性的輸入特性理想化特性理想化特性O(shè)CL: Output CapacitorLess T1、T2兩個(gè)管子交替工作，兩路電源交替供電，雙向跟隨，兩個(gè)管子交替工作，兩路電源交替供電，雙向跟隨，在負(fù)載上得到完整的正弦波。在負(fù)載上得到完整的正弦波。ic1ic2（3）動(dòng)態(tài)分析）動(dòng)態(tài)分析vi正半周，電流通路為正半周，電流通路為 +VCCT1RL地，地， vo = vivi負(fù)半周，電流通路為負(fù)半周，電流通路為 地地 RL

4、 T2 -VCC， vo = vivivovovo 交越失真交越失真死區(qū)電壓死區(qū)電壓（4） 交越失真交越失真開啟開啟電壓電壓信號(hào)在零附近兩信號(hào)在零附近兩只管子均截止只管子均截止消除失真的方法：消除失真的方法：設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。 靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí)T1、T2處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，有信號(hào)時(shí)至少有一只導(dǎo)通；有信號(hào)時(shí)至少有一只導(dǎo)通； 偏置電路對(duì)動(dòng)態(tài)性能影響要小。偏置電路對(duì)動(dòng)態(tài)性能影響要小。ib2b1D2D1B1B2vvvVVV動(dòng)態(tài)：靜態(tài)：BERVV421344bbVRRRBEbbVRRRV43421BEVRR)1 (43擴(kuò)大電路?；虮对鲭娐饭史Q之為BEBEVV（5）準(zhǔn)

5、互補(bǔ)輸出級(jí)）準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí) 為保持輸出管的良好對(duì)稱性，輸出管應(yīng)為同類型晶體管。為保持輸出管的良好對(duì)稱性，輸出管應(yīng)為同類型晶體管。BE543EB3BE2BE1)1 ( VRRVVV靜態(tài)時(shí)：ib3b1vvv動(dòng)態(tài)時(shí)： 2主要參數(shù)計(jì)算主要參數(shù)計(jì)算（1）輸出功率）輸出功率 ooo=IVPomom21IVLomRV22最大不失真輸出功率最大不失真輸出功率PomaxL2CCL2CESCComax21)(21RVRVVPCESCCom=VVV數(shù)值較大時(shí)數(shù)值較大時(shí)不可忽略不可忽略大功率管的大功率管的VCES一般為一般為23V。（2 2）電源提供的總功率）電源提供的總功率 )(sin21)(21001C(AV)tt

6、dItdiIcmC)(sin210ttdRVLomLomRV)(V2AVCCCIVP LomCCRVV2（3 3）轉(zhuǎn)換效率）轉(zhuǎn)換效率 VoPPLomRV22LomCCRVV2/CComVV4CCCESCC4 VVV時(shí)， CComVV% 78.54max 最高效率最高效率 maxmax（4）晶體管的功率損耗（功耗）晶體管的功率損耗（功耗） oVPPPTL2om21RVLCC2RVVom0)2(1TomCCLomVVRdVdPCComVV2omCCPRVP4 . 02L22Tmax總的管耗：總的管耗：每只管子的最大管耗：每只管子的最大管耗： omPPP2 . 0T2maxT1max 3功放管的選擇

7、功放管的選擇LCESCCRVVimaxCCCmaxCE2VvomL2CCmax12 . 022 . 0PRVPTLCCRV 電路中，功放管的極限參數(shù)：電路中，功放管的極限參數(shù)：因此，選擇功放管時(shí)，其極限參數(shù)因此，選擇功放管時(shí)，其極限參數(shù): :L2CCmaxTCMCCmaxCECEO(BR)LCCmaxCCM22 . 02RVPPVvVRViI例例8.2.1 在圖示電路中，已知在圖示電路中，已知VCC=18V，輸入電壓為正弦波，輸入電壓為正弦波，晶體管的飽和管壓降晶體管的飽和管壓降 ，電壓放大倍數(shù)約為，電壓放大倍數(shù)約為1，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻RL=8。（1）求負(fù)載上可能獲得的最大輸出功率和效率；）

8、求負(fù)載上可能獲得的最大輸出功率和效率；（2）若輸入電壓的有效值為）若輸入電壓的有效值為8 V，則負(fù)載上能夠獲得的最，則負(fù)載上能夠獲得的最 大功率為多少大功率為多少?VVCES2解：解：(1) LCESCCRVVP2)(2omWW1682)218(2CComVV4%8 .69%5 .7818218(2) 28imomVVLomRVP22omWW882)28(28.2.2 單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路pVM ov Iv OTL: Output TransformerLess 單電源供電、零輸入時(shí)零輸出，單電源供電、零輸入時(shí)零輸出， 最大不失真輸出電壓峰最大不失真輸出電壓峰-

9、 -峰值接峰值接 近電源電壓。近電源電壓。2/CCCMBIVVVVv靜態(tài)時(shí)，輸入電壓的正半周：輸入電壓的正半周：VCCT1CRL地地 C 充電。充電。輸入電壓的負(fù)半周：輸入電壓的負(fù)半周：C 的的 “”T2地地RL C “ ” C 放電。放電。CESom2VVVCCC 足夠大，才能認(rèn)為其足夠大，才能認(rèn)為其對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路。對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路。OTL電路低頻特性差。電路低頻特性差。8.2.3 帶前置放大級(jí)的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路帶前置放大級(jí)的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路由例由例8.2.1可知，當(dāng)功放電路的輸入電壓幅值不是足夠大時(shí)，可知，當(dāng)功放電路的輸入電壓幅值不是足夠大時(shí)，功放電路的輸出功率將達(dá)不到最

10、大值。功放電路的輸出功率將達(dá)不到最大值。 161RRAvf8.3 集成功率放大器及應(yīng)用集成功率放大器及應(yīng)用 8.3.1 集成功率放大器集成功率放大器LM386簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介L(zhǎng)M386是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司早期生產(chǎn)的低電壓通用型集成是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司早期生產(chǎn)的低電壓通用型集成功率放大器。它是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電功率放大器。它是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)、電源電壓范圍大、外接元件少、總諧波失真小壓增益可調(diào)、電源電壓范圍大、外接元件少、總諧波失真小以及價(jià)格低廉、使用方便、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于以及價(jià)格低廉、使用方便、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)、收音機(jī)等電路中。錄音機(jī)、收音機(jī)等電路中。 8.3.2 集成功率放大器集成功率放大器LM386的應(yīng)用的應(yīng)用LCCRVP2om)22/(1、基本用法、基本用法C1為輸出電容，由于引腳為輸出電容，由于引腳1和和8開路，集成功放的電壓放大開路，集成功放的電壓放大倍數(shù)為倍數(shù)為20。利用。利用RW可調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器的音量，可調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器的音量，R和和C2串聯(lián)構(gòu)成串聯(lián)構(gòu)成校正網(wǎng)絡(luò)用來進(jìn)行相位補(bǔ)償、校正網(wǎng)絡(luò)用來進(jìn)行相位補(bǔ)償、 LCCRV82VVCC16 32LRWP1omm