习题04章-功率放大电路课件.ppt

1、 习题习题4-1在图在图P4-1所示的互补对称电所示的互补对称电路中，已知路中，已知VCC=6V，RL=8，假设三，假设三极管的饱和管压降为极管的饱和管压降为UCES=1V。 试估算电路的最大输出功率试估算电路的最大输出功率Pom； 估算电路中直流电源消耗的功率估算电路中直流电源消耗的功率PV和效率和效率。解：解：226 1()1.56322 8CCCESomLVUPWR如果忽略如果忽略UCES，则，则22.252CComLVPWRR1D1D2R3RLT1T2+VCC-VCCuouIR2C122()2.387CCcmCCCCCESVLVIVVUPWR如果忽略如果忽略UCES，则，则222.86

2、5CCVLVPWR1.56365.48%2.387omVPP如果忽略如果忽略UCES，则，则2.2578.53%2.865omVPPR1D1D2R3RLT1T2+VCC-VCCuouIR2C1习题习题4-2在图在图P4-1所示电路中，所示电路中， 三极管的最大功耗等于多少？三极管的最大功耗等于多少？ 流过三极管的最大集电极电流等流过三极管的最大集电极电流等于多少？于多少？三极管集电极和发射极之间承受三极管集电极和发射极之间承受的最大电压等于多少？的最大电压等于多少？为了在负载上得到最大功率为了在负载上得到最大功率Pom, ,输入端应加上的正弦波电压有效值大输入端应加上的正弦波电压有效值大约等于

3、多少？约等于多少？R1D1D2R3RLT1T2+VCC-VCCuouIR2C1解：解：每个每个三极管的最大管耗：三极管的最大管耗：222260.4568CCTmLVPWR0.456CMTmPPW如果忽略如果忽略UCES，则，则0.20.45CMomPPW流过三极管的最大集电极电流流过三极管的最大集电极电流6 10.6258CCCEScmLVUIAR三极管集电极和发射极之间承受的最大电压：三极管集电极和发射极之间承受的最大电压：如果忽略如果忽略UCES，则，则60.758CCcmLVIAR()211BR CEOCCCESUVUV如果忽略如果忽略UCES，则，则()212BR CEOCCUVV射极

4、输出器，射极输出器，Uim Uom=VCC UCES = 5V3.5362imiUUV如果忽略如果忽略UCES，则，则Uim=UomVCC = 6V, , Ui4.243V 习题习题4-3在图在图P4-3所示的互补对称电路中，已知所示的互补对称电路中，已知VCC=6V，RL=8，设三极管的，设三极管的UCES=1V。 估算最大输出功率估算最大输出功率Pom； 估算直流电源消耗的功率估算直流电源消耗的功率PV和效率和效率 。将本题结果与习题将本题结果与习题4-1进行比较。进行比较。解：解：220.53 10.2522 8CCCESomLVUPWR如果忽略如果忽略UCES，则，则20.56258C

5、ComLVPWRR1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-0.2552.36%0.4775omVPP如果忽略如果忽略UCES，则，则0.562578.56%0.716omVPP可见，可见， 在同样的在同样的VCC和和RL之下，之下，OCL电路的电路的Pom比比OTL电电路大得多（大致为四倍）。同时路大得多（大致为四倍）。同时OCL电路的电路的PV也比也比OTL电路电路大得多（也大致为四倍）。最终，两种电路的效率基本相同。大得多（也大致为四倍）。最终，两种电路的效率基本相同。(0.5)0.4775CCcmCCCCCESVLVIVVUPWR如果忽略如果忽略UCES，则，则20

6、.7162CCVLVPWRR1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-习题习题4-4在图在图P4-3所示电路中，所示电路中， 估算三极管的最大功耗；估算三极管的最大功耗； 估算三极管的最大集电极电流；估算三极管的最大集电极电流；估算三极管集电极和发射极之间估算三极管集电极和发射极之间承受的最大电压；承受的最大电压；为了在负载上得到最大功率为了在负载上得到最大功率Pom, ,电路电路输入端应加上的正弦电压有效值输入端应加上的正弦电压有效值为多少？为多少？将以上估算结果与习题将以上估算结果与习题4-2进行比较。进行比较。R1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+

7、-+-解：解：每个每个三极管的最大管耗：三极管的最大管耗：222260.114448CCTmLVPWR0.114CMTmPPW如果忽略如果忽略UCES，则，则0.20.1125CMomPPW流过三极管的最大集电极电流流过三极管的最大集电极电流0.53 10.258CCCEScmLVUIAR三极管集电极和发射极之间承受的最大电压：三极管集电极和发射极之间承受的最大电压：如果忽略如果忽略UCES，则，则60.375216CCcmLVIAR()5BR CEOCCCESUVUV如果忽略如果忽略UCES，则，则()6BR CEOCCUVV射极输出器，射极输出器，Uim Uom=0.5VCC UCES =

8、 2V1.4142imiUUV如果忽略如果忽略UCES，则，则Uim=Uom0.5VCC = 3V, , Ui2.12V可见，可见， 在同样的在同样的VCC和和RL之下，之下，OCL电路的电路的PCM大约大约是是OTL电路的四倍，电路的四倍，OCL电路的电路的ICM大约是大约是OTL电路的两电路的两倍，倍，OCL电路的电路的U(BR)CEO大约是大约是OTL电路的两倍，当在负电路的两倍，当在负载上得到最大功率时，载上得到最大功率时，OCL电路的输入电压有效值大约是电路的输入电压有效值大约是OTL电路的两倍。电路的两倍。习题习题4-5在图在图P4-1和图和图P4-3所示的两个互补对称电路中，已所

9、示的两个互补对称电路中，已知负载电阻知负载电阻RL均为均为8，假设三极管的饱和压降，假设三极管的饱和压降UCES 均为均为1V，如果要求得到最大输出功率如果要求得到最大输出功率Pom=3W，则两个电路的直流电源，则两个电路的直流电源VCC 分别应为多大。分别应为多大。解：图解：图P4-1 OCL电路中电路中2()32CCCESomLVUPWR27.93CCLomCESVR PUV图图P4-3 OTL电路中电路中2(0.5)32CCCESomLVUPWR2215.86CCLomCESVR PUV习题习题4-6分析图分析图P4-6中的中的OTL电路原理，已知电路原理，已知VCC =10V，R3=1

10、.2k，RL=16，电容，电容C1、C2足够大，试回答：足够大，试回答：静态时，电容静态时，电容C2两端的电压应该等于多少？调整哪个电阻两端的电压应该等于多少？调整哪个电阻才能达到上述要求？才能达到上述要求？设设R1=1.2k，三极管的，三极管的=50，PCM =200mW，若电阻，若电阻R2或某或某一个二极管开路，三极管是否安全？一个二极管开路，三极管是否安全？R1D1D2R3RLT1T2+VCCuouIR2C1C2+-+-解：解：静态时，电容静态时，电容C2两端的电两端的电压等于压等于0.5VCC =5V，调整，调整R1能达到能达到此要求。此要求。若电阻若电阻R2或某一个二极管开路，则或某

11、一个二极管开路，则121323.58CCBEBBVUIImARR121179CCBIIImA12111795895TTCCECMPPIUmAVmWP因此，三因此，三极管将被烧毁。极管将被烧毁。习题习题4-7分析图分析图P4-7中的中的OCL电路原理，试回答：电路原理，试回答：静态时，负载静态时，负载RL中的电流应为多少？如不符合要求，应调整哪中的电流应为多少？如不符合要求，应调整哪个电阻？个电阻？若输出电压波形出现交越失真，应调整若输出电压波形出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？哪个电阻？如何调整？若二极管若二极管VD1或或VD2的极性接反，将产生什么后果？的极性接反，将产生什么后果？若若

12、VD1、VD2、R2三个元件中任一个发生开路，将产生什么后果？三个元件中任一个发生开路，将产生什么后果？R1D1D2R3RLT1T2+VCC1uouIR2C1+-+-VCC2解：解：静态时负载静态时负载RL中的电流应为中的电流应为零。如不符合要求，应零。如不符合要求，应调整调整R1。应调应调R2，增大，增大R2的阻值。的阻值。若若VD1或或VD2的极性接反，将使功的极性接反，将使功率三极管电流急剧增大，可能烧毁率三极管电流急剧增大，可能烧毁三极管。三极管。若若VD1、VD2、R2三个元件中任一三个元件中任一个发生开路，同样可能使功率三极个发生开路，同样可能使功率三极管电流急剧增大，烧毁三极管。

13、管电流急剧增大，烧毁三极管。习题习题4-8试分析图试分析图P4-8中各复合管的接法是否正确。如果认中各复合管的接法是否正确。如果认为不正确，请扼要说明原因；如果接法正确，说明所组成的复为不正确，请扼要说明原因；如果接法正确，说明所组成的复合管的类型（合管的类型（NPN或或PNP），指出相应的电极，并列出复合管），指出相应的电极，并列出复合管的的和和rbe 的表达式。的表达式。(a)(b)(c)(d)答：答：(a)接法不正确。接法不正确。(b)接法不正确。接法不正确。(c)接法正确。复合管为接法正确。复合管为PNP型。型。bl是复合管的是复合管的b，e1(c2)是是复合管的复合管的e，e2是复合

14、管的是复合管的c，复合管的，复合管的rbe和和分别为：分别为： rbe= rbe1 ，= 1(1+2)12(d)接法不正确。接法不正确。习题习题4-9在图在图P4-9所示由复合管组成的互补对称放大电路中，已所示由复合管组成的互补对称放大电路中，已知电源电压知电源电压VCC =16V，负载电阻，负载电阻RL=8，设功率三极管，设功率三极管VT3、VT4的饱和压降的饱和压降UCES =2V，电阻，电阻Re3、Re4上的压降可以忽略，上的压降可以忽略，试估算电路的最大输出功率试估算电路的最大输出功率Pom；uiT1T2uo+VCCRLRb1Rb2C1+ +VD1VD2R-VCCT3T4Re1Rc2R

15、e3Re4估算估算功率三极管功率三极管VT3、VT4的的极限参数极限参数ICM 、U(BR)CEO和和PCM ；假设复合管总的假设复合管总的=600，则，则要求前置放大级提供给复合管要求前置放大级提供给复合管基极的电流最大值基极的电流最大值IBm等于多少？等于多少？若本电路不采用复合管，而若本电路不采用复合管，而用用=20的功率三极管，此时的功率三极管，此时要求前置放大级提供给三极管要求前置放大级提供给三极管基极的电流最大值基极的电流最大值IBm等于多少？等于多少？uiT1T2uo+VCCRLRb1Rb2C1+ +VD1VD2R-VCCT3T4Re1Rc2Re3Re4解：解：2216212.2

16、522 8CCCESomLVUPWR如忽略如忽略UCES，则，则2162CComLVPWR()2 ,232 ,0.22.45CCCMBR CEOCCCMomLVIAUVVPPWR23.33600CMBmIAImA20.120CMBmIIA0.23.2CMomPPW如忽略如忽略UCES，则：，则：习题习题4-10分析图分析图P4-10所示的功率放大电路，要求：所示的功率放大电路，要求：说明放大电路中共有几个放大级，各放大级包括哪几个三极管，说明放大电路中共有几个放大级，各放大级包括哪几个三极管，分别组成何种类型的电路。分别组成何种类型的电路。分别说明以下元件的作用：分别说明以下元件的作用：R1、

17、VD1和和VD2； R3和和C； RF 。若二极管若二极管VD1或或VD2的极性接反，将产生什么后果？的极性接反，将产生什么后果？已知已知VCC =15V，RL=8，VT6、VT7的饱和管压降的饱和管压降UCES =1.2V，当输出电流达到最大时，电阻当输出电流达到最大时，电阻Re6和和Re7上的电压均为上的电压均为0.6V，试估算试估算电路的最大输出功率电路的最大输出功率。 解：共有三个放大级。输入级包括三极管解：共有三个放大级。输入级包括三极管VT1和和VT2，组，组成单端输人单端输出差分放大电路。成单端输人单端输出差分放大电路。中间级包括中间级包括PNP管管VT3，组成单管放大电路。，组

18、成单管放大电路。输出级包括输出级包括VT4、VT5、VT6和和VT7四个三极管，其中四个三极管，其中 VT4和和VT6组成组成NPN型的复合管，型的复合管，VT5和和VT7，组成，组成PNP型的型的复合管，这两个复合管组成准互补对称电路。复合管，这两个复合管组成准互补对称电路。Rl、VD1和和VD2的作用是在输出级的两个三极管的作用是在输出级的两个三极管VT4和和VT5的基极之间产生一个偏压，使静态时输出级的功率管中已有的基极之间产生一个偏压，使静态时输出级的功率管中已有一个较小的集电极电流，即互补对称输出级工作在甲乙类状一个较小的集电极电流，即互补对称输出级工作在甲乙类状态，目的是减小输出波形的交越失真。态，目的是减小输出波形的交越失真。R3和和C起补偿作用。因为扬声器为感性负载，接入起补偿作用。因为扬声器为感性负载，接入R3和和C后，通过补偿希望总的负载接近于纯阻性。后，通过补偿希望总的负载接近于纯阻性。RF为反馈电阻，其作用是在电路中引入一个电压串联负为反馈电阻，其作用是在电路中引入一个电压串联负反馈，以达到稳定输出电压，提高带负载能力，减小非线性反馈，以达到稳定输出电压，提高带负载能力，减小非线性失真等目的。失真等目的。62215 1.20.610.8922 8eCCCESRomLVUUPWR