北京航空航天大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第09章 功率放大電路課后習(xí)題（附答案）

第九章功率放大電路

自測(cè)題

一、選擇合適的答案，填入空內(nèi)。只需填入A、B或C。

(1)功率放大電路的最大輸出功率是在輸入電壓為正弦波時(shí)，輸出基

本不失真情況下，負(fù)載上可能獲得的最大。

A.交流功率B.直流功率C.平均功率

(2)功率放大電路的轉(zhuǎn)換效率是指。

A.輸出功率與晶體管所消耗的功率之比

B.最大輸出功率與電源提供的平均功率之比

C.晶體管所消耗的功率與電源提供的平均功率之比

(3)在OCL乙類功放電路中，若最大輸出功率為1W,則電路中功放

管的集電極最大功耗約為。

A.1WB.0.5WC.0.2W

(4)在選擇功放電路中的晶體管時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意的參數(shù)有。

A.BB./CMC./CBO

D.BUCEOE.PCMF./T

(5)若圖T9.1所示電路中晶體管飽和管壓降的數(shù)值為IUCESI，則最大

輸出功率p0M=o

A(匕c-UcrJB弓"-3c1%一2

圖T9.1

解：(1)A(2)B(3)C(4)BDE(5)C

二、電路如圖T9.2所示，已知T,和T2的飽和管壓降|1/CESI=2V,直

流功耗可忽略不計(jì)。

圖T9.2

回答下列問(wèn)題：

(1)心、心和的作用是什么？

(2)負(fù)載上可能獲得的最大輸出功率和電路的轉(zhuǎn)換效率〃各為多

少？

(3)設(shè)最大輸入電壓的有效值為IV。為了使電路的最大不失真輸出電

壓的峰值達(dá)到16V,電阻R6至少應(yīng)取多少千歐？

解：(1)消除交越失真。

(2)最大輸出功率和效率分別為

P二Me-U隼了

〃=上.k％269.8%

4%

(3)電壓放大倍數(shù)為

.U

A=-^^11.3

41U.

4=1+—?11.3

Ri=lkQ,故R5至少應(yīng)取10.3kQ。

習(xí)題

9.1分析下列說(shuō)法是否正確，凡對(duì)者在括號(hào)內(nèi)打“J”，凡錯(cuò)者在括號(hào)內(nèi)

打“X

（1）在功率放大電路中，輸出功率愈大，功放管的功耗愈大。（）

（2）功率放大電路的最大輸出功率是指在基本不失真情況下，負(fù)載上

可能獲得的最大交流功率。（）

（3）當(dāng)OCL電路的最大輸出功率為1W時(shí)，功放管的集電極最大耗散

功率應(yīng)大于1W。（）

（4）功率放大電路與電壓放大電路、電流放大電路的共同點(diǎn)是

1）都使輸出電壓大于輸入電壓；（）

2）都使輸出電流大于輸入電流；（）

3）都使輸出功率大于信號(hào)源提供的輸入功率。（）

（5）功率放大電路與電壓放大電路的區(qū)別是

1）前者比后者電源電壓高；（）

2）前者比后者電壓放大倍數(shù)數(shù)值大；（）

3）前者比后者效率高；（）

4）在電源電壓相同的情況下，前者比后者的最大不失真輸出電

壓大；（）

（6）功率放大電路與電流放大電路的區(qū)別是

1）前者比后者電流放大倍數(shù)大；（）

2）前者比后者效率高；（）

3）在電源電壓相同的情況下，前者比后者的輸出功率大。（）

解：（1）X（2）V（3）X（4）XXV

（5）XXVV（6）XVV

9.2已知電路如圖P9.2所示，Ti和T2管的飽和管壓降IUCESI=3V,

Vcc=15V,RL=8Q,。選擇正確答案填入空內(nèi)。

(1)電路中Di和D2管的作用是消除。

A.飽和失真B.截止失真C.交越失真

(2)靜態(tài)時(shí)，晶體管發(fā)射極電位UEQ。

A.>0VB.=0VC.<0V

(3)最大輸出功率POM

A.—28WB.=18WC.=9W

(4)當(dāng)輸入為正弦波時(shí)，若Ri虛焊，即開(kāi)路，則輸出電壓。

A.為正弦波B.僅有正半波C.僅有負(fù)半波

(5)若Di虛焊，則Ti管。

A.可能因功耗過(guò)大燒壞B.始終飽和C.始終截止

解：(1)C(2)B(3)C(4)C(5)A

9.3在圖P9.2所示電路中，已知Vcc=16V,RL=4Q,「和管的飽

和管壓降IUCESI=2V,輸入電壓足夠大。試問(wèn)：

（1）最大輸出功率和效率〃各為多少？

（2）晶體管的最大功耗PTmax為多少？

（3）為了使輸出功率達(dá)到P°m，輸入電壓的有效值約為多少？

解：（1）最大輸出功率和效率分別為

(^CC-I^CEsI)2

ccICESI，=24.5W

2RL

￡Vcc-|[/CES|g698%

4Vcc

（2）晶體管的最大功耗

0.2xV^

°JC=6.4W

（3）輸出功率為Pom時(shí)的輸入電壓有效值

ZC-IUCESLW

u產(chǎn)u?

omV2

9.4在圖P9.4所示電路中，己知二極管的導(dǎo)通電壓UD=0.7V,晶體管

導(dǎo)通時(shí)的IUBEI=0.7V,T2和T3管發(fā)射極靜態(tài)電位UEQ=OV。

(-18V)

圖P9.4

試問(wèn)：

（1）「、T3和T5管基極的靜態(tài)電位各為多少？

（2）設(shè)Ri=10kQ,/?3=1OOQ=若Ti和T3管基極的靜態(tài)電流可忽略不

計(jì)，則Ts管集電極靜態(tài)電流為多少？靜態(tài)時(shí)見(jiàn)=?

（3）若靜態(tài)時(shí)IBI>IB3，則應(yīng)調(diào)節(jié)哪個(gè)參數(shù)可使IBI=IB2?如何調(diào)節(jié)？

（4）若靜態(tài)時(shí)IBI<IB3，則應(yīng)調(diào)節(jié)哪個(gè)參數(shù)可使IBI=IB2?如何調(diào)節(jié)？

（5）電路中二極管的個(gè)數(shù)可以是1、2、3、4嗎？你認(rèn)為哪個(gè)最合適？

為什么？

解：（1）「、T3和T5管基極的靜態(tài)電位分別為

C/BI=1.4Vt/B3=-0.7VUBS=~17.3V

（2）靜態(tài)時(shí)T5管集電極電流和輸入電壓分別為

ICcQo?~=1.66mA

R2

W]?〃B5=-17.3V

（3）若靜態(tài)時(shí)IBI>IB3，說(shuō)明T3T4導(dǎo)通不好，則應(yīng)增大心。

（4）若靜態(tài)時(shí)IBI<IB3,說(shuō)明T1T2導(dǎo)通不好，則應(yīng)減小R。

（5）采用如圖所示兩只二極管加一個(gè)小阻值電阻合適，也可只用三只

二極管。這樣一方面可使輸出級(jí)晶體管工作在臨界導(dǎo)通狀態(tài)，可以消除交越

失真；另一方面在交流通路中，Di和D2管之間的動(dòng)態(tài)電阻又比較小，可忽略

不計(jì)，從而減小交流信號(hào)的損失。

9.5在圖P9.4所示電路中，已知T2和T4管的飽和管壓降IUCESI=2V,

靜態(tài)時(shí)電源電流可忽略不計(jì)。試問(wèn)負(fù)載上可能獲得的最大輸出功率P°m和效

率〃各為多少？

解：最大輸出功率和效率分別為

（%TUCESI）-4W

Pom=-----------=4W

2&

巳T"CESL69.8%

4%

9.6為了穩(wěn)定輸出電壓，減小非線性失真，請(qǐng)通過(guò)電阻刈在圖P9.4所

示電路中引入合適的負(fù)反饋；并估算在電壓放大倍數(shù)數(shù)值約為10的情況下，

心的取值。

解：應(yīng)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，由輸出端經(jīng)反饋電阻以接T5管基極，如

解圖P9.6所示。

o+v..c

(+I8V)

D.V

【紇乙

。-，cc

(-18V)

解圖P9.6

在深度負(fù)反饋情況下，電壓放大倍數(shù)

Ri=1kQ,所以舟Q10kQ。

9.7估算圖P9.4所示電路T2和T4管的最大集電極電流、最大管壓降和

集電極最大功耗。

解：功放管的最大集電極電流、最大管壓降、最大功耗分別為

:Emax=2VCC-|L/CES|=34V

9.8在圖P9.8所示電路中，已知Vcc=15V,Ti和T2管的飽和管壓降

IUCESI=2V,輸入電壓足夠大。求解:

（1）最大不失真輸出電壓的有效值；

（2）負(fù)載電阻RL上電流的最大值；

（3）最大輸出功率Pam和效率n?

解：（1）最大不失真輸出電壓有效值

用

■(^CC—〃CES)

IJ

UOM_-4+&?8.65V

0

（2）負(fù)載電流最大值

CCES

/OM=^~^?1.53A

4+4

圖P9.8（3）最大輸出功率和效率分別為

[72

="a9.35W

2人

土組64%

?7

4%

9.9在圖P9.8所示電路中，心和Rs可起短路保護(hù)作用。試問(wèn)：當(dāng)輸出

因故障而短路時(shí)，晶體管的最大集電極電流和功耗各為多少？

解：當(dāng)輸出短路時(shí)，功放管的最大集電極電流和功耗分別為

?_匕C-UcES?26A

‘Cmax-D

4m,x=畢?46W

1111*1A2n

71A4

9.10在圖P9.10所示電路中，已知Vcc=15V,Ti和T2管的飽和管壓降

IUCESI=iv,集成運(yùn)放的最大輸出電壓幅值為±13V,二極管的導(dǎo)通電壓為

0.7Vo

圖P9.10

(1)若輸入電壓幅值足夠大，則電路的最大輸出功率為多少？

(2)為了提高輸入電阻，穩(wěn)定輸出電壓，且減小非線性失真，應(yīng)引入

哪種組態(tài)的交流負(fù)反饋？畫(huà)出圖來(lái)。

(3)若G=0.1V時(shí)，U°=5V,則反饋網(wǎng)絡(luò)中電阻的取值約為多少？

解：(1)輸出電壓幅值和最大輸出功率分別為

“01rax"13V

Pom=("。皿后?10.6W

氏

(2)應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電路如解圖P9.10所示。

解圖P9.10

(3)在深度負(fù)反饋條件下，電壓放大倍數(shù)為

4=—4=2=50

5NUi

Ri=1kQ,所以Rf弋49kQ。

9.11OTL電路如圖P9.11所示。

圖P9.ll

(1)為了使得最大不失真輸出電壓幅值最大，靜態(tài)時(shí)T2和T4管的發(fā)射

極電位應(yīng)為多少？若不合適，則一般應(yīng)調(diào)節(jié)哪個(gè)元件參數(shù)？

(2)若T2和T4管的飽和管壓降IUCESI=3V,輸入電壓足夠大，則電

路的最大輸出功率Pom和效率〃各為多少？

(3)和管的/CM、U<BR,CEO和PCM應(yīng)如何選擇？

解：(1)射極電位UE=Vcc/2=12V；若不合適，則應(yīng)調(diào)節(jié)七。

(2)最大輸出功率和效率分別為

(8Me-|UCES|)2

%-----------X5.06W

2RL

；,%C-|UcEs|

n?2----------?58.9%

2%

（3）T2和丁4管/CM、U<BR>CEO和PCM的選擇原則分別為

V/?

，CM>-；-=L5A

U{BR）CEO>%:=24V

空M>a展BL82W

9.12已知圖P9.12所示電路中Ti和T2管的飽和管壓降IUCES\2V,

導(dǎo)通時(shí)的IUBEI=0.7V,輸入電壓足夠大。

圖P9.12

（1）A、B、C、D點(diǎn)的靜態(tài)電位各為多少？

（2）為了保證T2和T4管工作在放大狀態(tài)，管壓降IUCEI23V,電路

的最大輸出功率Pom和效率〃各為多少？

解：（1）靜態(tài)電位分別為

UA=0.7V,UB=9.3V,Uc=1L4V,[/D=10V

（2）最大輸出功率和效率分別為

(3,%C-WCES|)2

Am上---------------------?1.53W

2人

3"cc-|"CES|

兀

~------------a55%

2-^cc

9.13圖P9.13所示為兩個(gè)帶自舉的功放電路。試分別說(shuō)明輸入信號(hào)正半

周和負(fù)半周時(shí)功放管輸出回路電流的通路，并指出哪些元件起自舉作用。

負(fù)向幅度=0.3V+0.7V-Vcc/2=-[Vcc/2-1]

正向幅度=Vcc-VR3-0.7V-Vcc/2=[Vcc/2-（VR3+0.7V）]

2、加自舉電路R3c2提高正向幅度：VotfVAtfVBtfVBItfVCEII

tI

3、若R5短路，貝JVB=Vcc（固定），

此時(shí)無(wú)正反饋，即無(wú)自舉作用！

4、注：推動(dòng)級(jí)在下，故正向自舉！

解：在圖（a）所示電路中，在信號(hào)的正半周，經(jīng)共射電路反相，輸出

級(jí)的輸入為負(fù)半周，因而T2導(dǎo)通，電流從C4的正端經(jīng)T2、地、揚(yáng)聲器至C4

的負(fù)端；在信號(hào)的負(fù)半周，經(jīng)共射電路反相，輸出級(jí)的輸入為正半周，因而

T1導(dǎo)通，電流從+VCC經(jīng)12、C4、揚(yáng)聲器至地。C2、心起自舉作用。

在圖（b）所示電路中，在信號(hào)的正半周，經(jīng)共射電路反相，輸出級(jí)的

輸入為負(fù)半周，因而T3導(dǎo)通，電流從+Vcc經(jīng)揚(yáng)聲器、C2、T3至地；在信號(hào)

的負(fù)半周，經(jīng)共射電路反相，輸出級(jí)的輸入為正半周，因而T2導(dǎo)通，電流從

C4的正端經(jīng)揚(yáng)聲器、T2至的負(fù)端。C2、R2起自舉作用。

6.21試分析如圖P6.21所示各電路中是否引入了正反饋（即構(gòu)成自舉電路），

如有，則在電路中標(biāo)出，并簡(jiǎn)述正反饋起什么作用。設(shè)電路中所有電容對(duì)交

流信號(hào)均可視為短路。

解：圖（a）所示電路中通過(guò)C2、/?3引入了正反饋，作用是提高輸入電

阻，改善跟隨特性。

圖（b）所示電路中通過(guò)C2、心引入了正反饋，作用是提高第二級(jí)跟隨范

圍，增大放大倍數(shù)，使輸出的正方向電壓有可能高于電源電壓。

9.14LM1877N—9為2通道低頻功率放大電路，單電源供電，最大不

失真輸出電壓的峰峰值UOPP=（Vcc-6）V,開(kāi)環(huán)電壓增益為70dB。圖P9.14

所示為L(zhǎng)M1877N—9中一個(gè)通道組成的實(shí)用電路，電源電壓為24V,Ci-C3

對(duì)交流信號(hào)可視為短路；R3和C4起相位補(bǔ)償作用，可以認(rèn)為負(fù)載為8Q。

（1）靜態(tài)時(shí)"P、"N、WQ>"O各為多少？

（2）設(shè)輸入電壓足夠大，電路的的最大輸出功率Pom和效率〃各為多

少？

解：（1）靜態(tài)時(shí)

?0=uP=wN==12Vuo=OV

（2）最大輸出功率和效率分別為

(V^6)2

P°m=27?,?5.06W

%c-6

?58.9%

n-4

9.15電路如圖9.4.6所示，回答下列問(wèn)題：

（1）4=%/"=?

（2）若VCC=15V時(shí)最大不失真輸出電壓的峰-峰值為27V,則電路的

最大輸出功率和效率〃各為多少？

（3）為了使負(fù)載獲得最大輸出功率，輸入電壓的有效值約為多少？

解：（1）電壓放大倍數(shù)

4=1+8=1+生。30.4

/?,0.68

(2)最大輸出功率和效率分別為

(Uf)PP)2

4m_all4W

L.￡OPP?70.65%

7

42voe

(3)輸入電壓有效值

rr__￡OPP_

?314mV

9.16TDA1556為2通道BTL電路，圖P9.16所示為TDA1556中一個(gè)

通道組成的實(shí)用電路。已知Vcc=15V,放大器的最大輸出電壓幅值為13V。

邠S￡

4-

1

+244

UoDA1556

圖P9.16

(1)為了使負(fù)載上得到的最大不失真輸出電壓幅值最大，基準(zhǔn)電壓UREF

應(yīng)為多少伏？靜態(tài)時(shí)”01和“02各為多少伏？

(2)若口足夠大，則電路的最大輸出功率Pom和效率〃各為多少？

(3)若電路的電壓放大倍數(shù)為20,則為了使負(fù)載獲得最大輸出功率，

輸入電壓的有效值約為多少？

解：(1)基準(zhǔn)電壓

C/REF=Vee/2=7.5V

==

靜態(tài)時(shí)woiuo27.5Vo

(2)最大輸出功率和效率分別為

U-

Amomax?21W

2a

兀?^Z￡2L?68%

%c

(3)輸入電壓有效值

U：=生嗎?0.46V

9.17TDA1556為2通道BTL電路，圖P9.17所示為TDA1556中一個(gè)通

道組成的實(shí)用電路?已知Vcc=15,放大器的最大輸出電壓幅值為13V。

(1)為了使負(fù)載上得到的最大不失真輸出電壓幅值最大，基準(zhǔn)電壓UREF

應(yīng)為多少伏？靜態(tài)時(shí)"01和”02各為多少伏？

(2)若彷足夠大，則電路的最大輸出功率Pom和效率〃各為多少？

解：同題9.16(1)、(2)。

9.18已知型號(hào)為TDA1521、LM1877和TDA1556的電路形