数字电子技术第8章-功率放大电路课件.ppt

1、8.1 功率放大电路的特点 1对功率放大电路的要求对功率放大电路的要求(1)要求输出功率尽可能大要求输出功率尽可能大(2)效率要高效率要高(3)非线性失真要小非线性失真要小(4)要注意功放管的散热问题要注意功放管的散热问题 2功率放大电路的分类功率放大电路的分类(1)甲类功率放大器甲类功率放大器 8.1 功率放大电路的特点 在输入信号的整个周期内，三极管都有电流通过。在输入信号的整个周期内，三极管都有电流通过。8.1 功率放大电路的特点 2功率放大电路的分类功率放大电路的分类(2)乙类功率放大器乙类功率放大器 在输入信号的半个周期内有电流流过。在输入信号的半个周期内有电流流过。8.1 功率放大

2、电路的特点 2功率放大电路的分类功率放大电路的分类(3)甲乙类功率放大器甲乙类功率放大器 在输入信号的大半个周期内有电流流过。在输入信号的大半个周期内有电流流过。3功率放大器的分析方法功率放大器的分析方法 为了获得足够大的功率输出，功放电路中为了获得足够大的功率输出，功放电路中的功放管往往在极限状态下工作，工作在极限的功放管往往在极限状态下工作，工作在极限状态下的三极管，微变等效电路分析法不适状态下的三极管，微变等效电路分析法不适用，而必须用图解法进行分析计算。用，而必须用图解法进行分析计算。8.1 功率放大电路的特点 8.2 甲类功率放大器8.2.1 甲类功放电路组成甲类功放电路组成8.2

3、甲类功率放大器8.2.1 甲类功放电路组成甲类功放电路组成2RER1、组成偏置电路。组成偏置电路。1R、BCEC2、使输入信号能全部加到管子的发射结上。使输入信号能全部加到管子的发射结上。32rT把不合适的负载变为三极管所需要的负载值。把不合适的负载变为三极管所需要的负载值。41rT使前一级能得到合适的负载，使本级能得到使前一级能得到合适的负载，使本级能得到较大的功率输入。较大的功率输入。8.2.2 甲类功率放大电路分析甲类功率放大电路分析 1确定工作点确定工作点8.2 甲类功率放大器221RRRUUCCBBEBEUUUEEECRUII2作交流负载线作交流负载线 8.2 甲类功率放大器8.2.

4、2 甲类功率放大电路分析甲类功率放大电路分析 LRK1交流负载线斜率为交流负载线斜率为LLRNNR221/)(其中：其中：8.2.3 甲类功放电路功率和效率计算甲类功放电路功率和效率计算 1输出功率输出功率 8.2 甲类功率放大器omomomomoooIUIUIUP2122CQCComomomIUIUP21212电源提供的功率电源提供的功率 3效率效率 8.2.3 甲类功放电路功率和效率计算甲类功放电路功率和效率计算 CQCCDCIUPCQCCooDCoIUIUPP21/%5021/CQCCCQCCDCommIUIUPP8.2 甲类功率放大器8.3 乙类互补对称功率放大电路 8.3.1 乙类互

5、补功放电路组成乙类互补功放电路组成 采用绝对值相等的双电源供电，采用绝对值相等的双电源供电，两管的基极和发射极连在一起，两管的基极和发射极连在一起，信号从基极输入，从射极输出。信号从基极输入，从射极输出。有信号输入时，两管轮流导通半个周期，有信号输入时，两管轮流导通半个周期，8.3.2 乙类互补功放电路工作原理乙类互补功放电路工作原理8.3 乙类互补对称功率放大电路 静态时，静态时，两个三极管均处于截止状态，两个三极管均处于截止状态，负载上无电流流过；负载上无电流流过；正半周时，正半周时，当输入信号工作在当输入信号工作在1VT2VT导通，导通，管截止；管截止；当输入信号工作在负半周时，当输入信

6、号工作在负半周时，2VT1VT导通，导通，管截止。管截止。8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算 1、先合成输出特性曲线先合成输出特性曲线 8.3 乙类互补对称功率放大电路 2.计算输出功率计算输出功率 8.3 乙类互补对称功率放大电路 8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算 L2omLomomooo222=RURUUIUPL2CCL2CESCCL2CESCComax22)()2(=RURUURUUP3计算管耗计算管耗 8.3 乙类互补对称功率放大电路 8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算)(d )(21=0LooCCVT1t

7、RuuUP)d(sin)sin(210LomomCCtRtUtUU)d()sinsin(2102L2omLomCCttRUtRUU)4(12omomCCLUVUR 4计算电源供给的功率计算电源供给的功率 8.3 乙类互补对称功率放大电路 8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算 0)(sin1ttdIUIUPomccccccDCLomccLomccRUUttdRUU2)(sin10 2L2CCm DCRUP5最大管耗与最大输出功率的关系最大管耗与最大输出功率的关系 8.3 乙类互补对称功率放大电路 8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算)4(121om

8、omCCLVTUUURP)2(11omCCLomVTUURdUdP，01omVTdUdP令02omCCUU，则CCCComUUU6.028.3 乙类互补对称功率放大电路 5最大管耗与最大输出功率的关系最大管耗与最大输出功率的关系 8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算 omomLCCCCCCLomomCCLmVTPPRUUURUUURP2.0114)2(21)4(122222216效率效率 8.3 乙类互补对称功率放大电路 8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算 CComDCo4=UUPP%78.54m7功率三极管的选择功率三极管的选择 8.3 乙类

9、互补对称功率放大电路 8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算 每只功放管最大允许管耗每只功放管最大允许管耗 omCMPP2.0 集、集、射之间反向击穿电压射之间反向击穿电压 CCCEOBRUU2)(功放管最大允许集电极电流功放管最大允许集电极电流 LCCCMRUI8.3 乙类互补对称功率放大电路 8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算 例例8-1 如图所示乙类功放电路，已知：如图所示乙类功放电路，已知：VUCC24 8LR，求电源功率、最大输出功率和管耗，并选择功放管参数。求电源功率、最大输出功率和管耗，并选择功放管参数。解：解：)W(3682242

10、2LCC2omRUP)(8.458242222WRUPLCCDC8.3 乙类互补对称功率放大电路 8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算)(21oDCVT1PPP=0.5(45.9 36)=4.9(W)W(2.7362.02.0m1VomTPPV 482422U UCC(BR)CEO(A)3 824RU ILCCCM8.3.3 乙类互补功放电路分析计算乙类互补功放电路分析计算 8.3 乙类互补对称功率放大电路 例例8-2如图所示为乙类功放电路，已知：如图所示为乙类功放电路，已知：WPom9 8LR，求电源功率并选择功放管参数。求电源功率并选择功放管参数。解：解：LCCom

11、RUP22VPomRULCC129822WRUPLCCDC5.11812222)W(8.192.02.0m1VTomPPV 421222U UCC(BR)CEO1.5(A)812 RU ILCCCM8.4.1 甲乙类双电源互补对称功率放大电路甲乙类双电源互补对称功率放大电路 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 乙类功放电路及失真波形乙类功放电路及失真波形 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 8.4.1 甲乙类双电源互补对称功率放大电路甲乙类双电源互补对称功率放大电路 甲乙类功率放大电路甲乙类功率放大电路 时，0iu两管已微微导通。BEU采用扩展的甲乙类功放电路 8.4 甲乙类互补对称功率放大电

12、路 8.4.1 甲乙类双电源互补对称功率放大电路甲乙类双电源互补对称功率放大电路 例例8-3 功放电路如图所示，设功放电路如图所示，设 1521，VUCC16管耗及最大管耗、功放电路的效率和输入信号的功率。管耗及最大管耗、功放电路的效率和输入信号的功率。4LR，求电路最大不失真输出功率、求电路最大不失真输出功率、输出功率最大时的输出功率最大时的ARUILCCom4416WUIPcemomom321642121解解:最大输出电流和输出功率最大输出电流和输出功率 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 8.4.1 甲乙类双电源互补对称功率放大电路甲乙类双电源互补对称功率放大电路 WPPPPomDCVT

13、VT35.4)327.40(21)(2121输出功率最大时的管耗输出功率最大时的管耗 WPPommVT4.6322.02.01最大管耗最大管耗 WUIPCComDC7.4016422电源功率电源功率8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 8.4.1 甲乙类双电源互补对称功率放大电路甲乙类双电源互补对称功率放大电路 输入信号电流峰值输入信号电流峰值AIIIombmim267.0154输入信号的功率输入信号的功率WUIPcembmi13.216267.02121VUUUCCcemim16输入信号电压峰值输入信号电压峰值8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 8.4.1 甲乙类双电源互补对称功率放大电路甲乙

14、类双电源互补对称功率放大电路 例例8-4 如图所示电路，已知：如图所示电路，已知：VUCC15，VUCES2，（2）负载电阻上电流的最大值；）负载电阻上电流的最大值；求：（求：（1）最大不失真输出电压的有效值；）最大不失真输出电压的有效值；（3）最大输出功率和效率。）最大输出功率和效率。解：（解：（1）最大不失真输出电压有效值）最大不失真输出电压有效值 V65.82)(CESCCL4LomUURRRU8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 8.4.1 甲乙类双电源互补对称功率放大电路甲乙类双电源互补对称功率放大电路（2）负载电流最大值）负载电流最大值 A53.1L4CESCCLmaxRRUUi（3

15、）最大输出功率和效率）最大输出功率和效率%644W35.92CC4CESCCL2omomUUUURUPR8.4.2 甲乙类单电源互补对称功率放大电路甲乙类单电源互补对称功率放大电路 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 用电容和一个电源代替用电容和一个电源代替原来两个电源的作用，每个原来两个电源的作用，每个管子的工作电压是管子的工作电压是 2CCU。具有自动稳定具有自动稳定Q点的作用：点的作用：T3的偏置电压取自的偏置电压取自K点，点，KBBCCBKUUUUIUU213338.4.3 甲乙类单电源互补对称功率放大电路甲乙类单电源互补对称功率放大电路 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 3332RIUUCCCC33CR当当足够大时，足够大时，3CUiu不随不随变化，变化，可认为基本不变。可认为基本不变。KCDUUU3随着随着K点电位升高。点电位升高。