《模電功率放大電路》PPT課件

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1、6.1功率放大電路的特殊問(wèn)題輸出功率為主要技術(shù)指標(biāo)。晶體管起能量轉(zhuǎn)換作用：電源提供的直流電能轉(zhuǎn)化為由信號(hào)控制的輸出交變電能。功率放大簡(jiǎn)稱(chēng)功放，與電壓放大電路相比較，主要考慮以下問(wèn)題。第6章功率放大電路⑴輸出大功率輸出功率是指受信號(hào)控制的輸出交變電壓和交變電流的乘積，即負(fù)載所得到的功率。要求功放管輸出大電流和電壓。功放管工作在接近極限狀態(tài)，選擇功放管要考慮極限參數(shù)。6.1功率放大電路的特殊問(wèn)題⑵提高效率功率放大電路的效率(Efficiency)是指負(fù)載得到的信號(hào)功率與電源供給的直流功率之比。提高效率可以在相同輸出功率的條件下，減小能量損耗，減小電源容量，降低成本。⑶減小失真原因：功

2、率放大電路的工作電流和電壓要超過(guò)特性曲線的線性范圍，甚至接近于晶體管的飽和區(qū)和截止區(qū)。造成非線性失真較嚴(yán)重，因此在使用中必須兼顧提高交流輸出功率和減小非線性失真這兩方面的指標(biāo)。⑷改善熱穩(wěn)定性原因：集電結(jié)上損耗功率大，會(huì)引起功放管結(jié)溫上升，可能會(huì)導(dǎo)致管子燒毀。因此大功率管都要安裝散熱器，以便獲得大的輸出功率。如何提高效率？甲類(lèi)工作狀態(tài)管子導(dǎo)通時(shí)間為一個(gè)周期。在單管放大電路中，為了得到不失真的輸出波形，將靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在合適位置。靜態(tài)時(shí)功耗大。iCiCtuCEQ00(a)甲類(lèi)iC大于0乙類(lèi)工作狀態(tài)導(dǎo)通時(shí)間為半個(gè)周期。其工作點(diǎn)設(shè)置在截止區(qū)。出現(xiàn)了嚴(yán)重的波形失真。iCiCtuCEQ00(

3、c)乙類(lèi)iC=0的時(shí)間為半個(gè)周期甲乙類(lèi)工作狀態(tài)導(dǎo)通時(shí)間大于半個(gè)周期，小于一個(gè)周期。其工作點(diǎn)設(shè)置靠近截止區(qū)。甲乙類(lèi)放大，減小了靜態(tài)功耗，但也出現(xiàn)了嚴(yán)重的波形失真。iCiCtuCEQ00(b)甲類(lèi)iC=0的時(shí)間小于半個(gè)周期功率放大器：希望輸出功率大，電源功率消耗少，效率高。甲乙類(lèi)和乙類(lèi)功放：減小了靜態(tài)功耗，但都出現(xiàn)了嚴(yán)重的波形失真。為了利用其效率高的優(yōu)點(diǎn)，克服其削波失真的缺點(diǎn)，通常采用乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)放大電路。1.雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路又稱(chēng)無(wú)輸出電容電路，簡(jiǎn)稱(chēng)OCL(OutputCapacitorLess)電路。6.2互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路⑴電路組成ui0tuo0tiC1+V

4、CC-VCCuiuoT1ioT2RL++__iC2靜態(tài)動(dòng)態(tài)交越失真由于T1、T2管輸入特性存在死區(qū)，所以輸出波形在信號(hào)過(guò)零附近產(chǎn)生失真——交越失真。原因：假設(shè)T1、T2的死區(qū)電壓都是0.6V，那么在輸入信號(hào)電壓

5、Ui

6、≤0.6V期間，T1和T2截止，輸出電壓為零，得到如圖所示失真了的波形，圖6-3交越失真波形uiuott00消除交越失真的辦法uo+VCCT1R3D1R1T2RL-VCC+ui+__D2圖6-4消除交越失真的電路讓T1和T2在靜態(tài)時(shí)就微導(dǎo)通。為此在T1和T2的基極之間接入一個(gè)直流電壓。無(wú)論信號(hào)為正或?yàn)樨?fù)，都至少有一個(gè)管子導(dǎo)通，交越失真也就不存在了。⑵分析計(jì)算在對(duì)互補(bǔ)

7、對(duì)稱(chēng)電路進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)。由于管子在大信號(hào)下工作，所以必須利用圖解分析進(jìn)行分析。①輸出功率為了便于觀察互補(bǔ)電路中的每個(gè)管子的電流電壓波形，把T2管特性曲線倒置于T1管特性曲線的右下方，并令二者在UCEQ=VCC處對(duì)準(zhǔn)，如圖所示。負(fù)載線通過(guò)Q點(diǎn)(UCE=VCC，iC=0)，且斜率為的直線。tiC1Q00iC1uCE10iC2uCE2uCES2VCC2VCCiC2Quce1uce2VCCVCCUcemT2導(dǎo)通T1導(dǎo)通T1截止T2截止ππ2ππ2π0-1/RL-1/RLPT1T2N+VCC-VCCuiuoT1ioT2RL++__輸出功率Po可以根據(jù)功率表達(dá)式P=U2/R（U是交流有效值）

8、求得，即①輸出功率理想條件下的最大輸出功率若輸入的正弦信號(hào)的幅度足夠大，并忽略管子的飽和壓降UCES。RL上最大的輸出電壓幅度Ucem=VCC。在此理想條件下，最大輸出功率為①輸出功率②效率輸出功率占電源供給功率的比率稱(chēng)為效率，用η表示，η=PO/PV。由于每個(gè)電源只提供半個(gè)周期的電流，所以總電源功率PV為在理想情況下，Ucem=VCC，則最大效率為②效率③功率管的選擇消耗在晶體管的功率PT=PV－PO，由于PO與PV均與信號(hào)的幅值有關(guān)，故PT也隨之變化。為了求出何時(shí)管耗最大，令上式對(duì)K的導(dǎo)數(shù)為0時(shí)，PT將為最大值將其代入PT式中得每個(gè)管子的管耗約為0.2POmax，當(dāng)輸出功率最

9、大(K=1)時(shí)，總管耗約為0.27POmax。功率管的要求若想得到預(yù)期的最大輸出功率，則功率管的有關(guān)參數(shù)應(yīng)滿足下列條件：⑴每只功率管的最大管耗PCM≥0.2POmax；⑵功率管c-e極間的最大壓降為2VCC，所以應(yīng)選

10、U(BR)CEO

11、>2VCC；⑶功率管的最大集電極電流為VCC/RL，因此晶體管的ICM不宜低于此值。+VCC-VCCuiuoT1ioT2RL++__2.復(fù)合互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路⑴復(fù)合管(DarlingtonConnection)存在的問(wèn)題：大功率輸出極的工作電流大，而一般