模电第3版电子教案第7章课件.ppt

1、第第7 7章章 教学基本要求教学基本要求要知道要知道功放电路特点、交越失真形成原因及其消功放电路特点、交越失真形成原因及其消除方法、除方法、OCL与与OTL功率放大电路的区别功率放大电路的区别、复合管连接要求及配置、静态调试和消、复合管连接要求及配置、静态调试和消除交越失真要求。除交越失真要求。会计算OCL与与OTL功放电路的输出功率、电源功放电路的输出功率、电源供给功率、平均管耗、效率及功率管极供给功率、平均管耗、效率及功率管极限参数要求或电源电压、输出电压幅值。限参数要求或电源电压、输出电压幅值。会判别复合管的类型复合管的类型功率放大电路7.1 功率放大电路的特殊问题7.1 功率放大电路的

2、特殊问题一、功率放大的任务输出足够大的功率去驱动负载（扬声器、伺服电机等）。二、功率放大的特殊问题1.输出电压、电流幅度大，三极管尽限工作。2.管子接近饱和或截止，输出有一定非线性失真。3.需加散热器，以提高管子承受较大管耗。4.效率 =Pomax/PDC 要高。性能分析以功率、管耗、效率为主。三、共发射极放大电路的效率问题cecmaxoUIP +VCCRLC1+RBuce=uocemcm21UI CCCCCCDCVIViP%25/DCmaxomax PP SuCE iCO tiCO QIcmUcem设“Q”设置在交流负载线中点VCCIC S4四、放大电路的工作状态甲类(2)tiCO Icm2

3、 ICtiCO Icm2 IC乙类()tiCO Icm IC2甲乙类(0 T1 导通 T2 截止io=ie1=（1+）ib1uo=ie1RLui 0 T2 导通 T1 截止io=ie2=（1+）ib2uo=ie2RL两只管子交替导通，称互补对称二、图解分析最大输出电压幅值：Uom(max)=VCCUCE(sat)VCC7.2.2 乙类双电源对称功放电路功率参数分析计算RLT1T2+VCC+ui+uoVEE一、输出功率 Pocm21cem21oooIUIUP Lom221/RU 最大输出功率：L2CC)(21RV L2CE(sat)CCo(max)2)(RUVP 二、直流电源供给功率 PVLom

4、cm0cmC1CAV)(d sin222RUIttIiI PV=ICA VVCC=2VCCUom/RL三、每只管子平均管耗 PT 和最大管耗PT(max)oVT2T1(21PPPP Lom2LCCom4RURVU 当输出电压幅值为Uom(max)VCC时,4LCC2T2T1RVPP=0.137 Po(max)令02ddLomLCComT1 RURVUP CCom2VU=0.6VCC时管耗最大，即：L2CC2T(max)RVP LCC2o(max)21RVP om2T(max)2PP o(max)2.0P 四、效率,/Lom221oRUP PV=2VCCUom/RLVoPP 4CComVU 当输

5、出电压幅值为Uom(max)VCC时,%5.784max 实际约为 60%五、功率管选择条件PCM 0.2 PomU(BR)CEO 2VCCICM VCC/RLRLT1T2+VCC+ui+uoVEE例 7.2.1 乙类双电源互补对称功放电路，已知 VCC=20 V，RL=8，求对功率管参数的要求。解（1）最大输出功率Po(max)：)W(25822022LCC2o(max)RVP)W(5252.02.0o(max)CM PP（2）U(BR)CEO：U(BR)CEO 2VCC=40 V（3）ICM：ICM VCC/RL=20/8=2.5(A)选管时要留有余地，即提高50%100%。教学要求:掌握

6、 Po、PV的公式，再根据Uom或Uo(max)=VCCUCE(sat)VCC条件代入计算，并求取 PT、和。7.3.1 实用的甲乙类双电源互补对称功 率放大电路7.3.2 甲乙类单电源对称功率放大电路7.3 甲乙类互补对称功率放大电路7.3.1 实用的甲乙类双电源互补对称功放电路 一、交越失真的问题RLT1T2+VCC+ui+uoVEE1.问题：当输入电压小于阈值电压Uon时，三极管截止，引起 交越失真。交越失真输入信号幅度越小越明显tiCO IC1 IC22.克服交越失真的思路：交越失真T1、T2有一段共同导通的时间，流过负载的电流不失真。二、减少交越失真的措施1.利用二极管和电位器产生偏

7、置电压：RLR1D1D2T1T2+VCC+ui+uoVEET3R2+UB1B2UB1B2 给 T1、T2 提供静态电压。当 ui=0 时，T1、T2 微导通；IB1=IB2，IE1=IE2，IL=0IB1IB2IE1IE2当 ui 0(至)，T2 微导通 充分导通 微导通；T1 微导通 截止 微导通。2.克服交越失真的其它电路T1T2T3T4T1T2RtB1B2 21BBURTt)(212BE3CE3RRRUU 实际电路T4RL+VCC+uoT1T2T3VEER*1R2R3R4T1T2T3R2R1RL+VCC+uoT1T2T3T4T5VEE+uiR三、用复合管组成互补对称功率放大电路 复合管(

8、达林顿管)的目的：实现管子参数的配对iB1(1+1)iB1(1+1)(1+2)B1=(1+1+2+12)iB1 1 2 rbe=rbe1+(1+1)rbe22(1+1)iB11 iB1iBiCiE(1+2+12)iB1T1T2接有泻放电阻的复合管：T1T2ICEO12 ICEO1R泻放电阻减小T1T2NPN+NPNNPNT1T2PNP+PNPPNPT1T2NPN+PNPNPNT1T2PNP+NPNPNP构成复合管的规则：1)b1 为 b，c1 或 e1 接 b2，c2、e2 为 c 或 e；2)应保证发射结正偏，集电结反偏；3)复合管类型与第一只管子相同。四、实用电路举例分析前置放大级的作用：

9、(1)放大输入电压到足够幅度；(2)给功放级提供克服交越失真的静态电压UB1B2。四、实用电路举例分析NPNPNP泻放电阻电流负反馈，改善高频能够放级性能静态时UK=0，可调节RP1实现。K点向前置级引电压并联负反馈，改善性能。例 7.3.1 不考虑前置级的影响，已知T2、T5的UCES=3V，求负载最大功率、电压幅值、电流、电源功率、管耗、效率。解)W(24.215.82)322()(2127L2CESCCo(max)RRUVPRL最大功率：)W(205.8824.217LLo(max)o(max)RRRPP电压幅值：)V(9.175.8819)(7LLCESCCom RRRUVU电流有效值

10、：)A(58.141.189.172Lomo RUI电源功率：PV=2VCCUom/RL=22219/3.14 8.5=31.3(W)管耗：)oVT2T1(21PPPP =0.5(31.3 21.24)=5.03(W)效率：%9.633.3120Vo(max)PP一、电路和工作原理7.3.2 甲乙类单电源对称功率放大电路 OTL电路(Output Transformerless)RLRcV4VEE+VCCV5T1T2CeReRb1Rb2+uo+ui+CK电容 C 的作用：(1)充当 VCC/2 电源(2)耦合交流信号 2 CCK/VU 当 ui=0 时，2 CCC/VU 当 ui 0 时,T2

11、 导通，C 放电，T2 的等效电源电压 0.5VCC。当 ui 0，T1导通，M正转，风量加大、U2，直至U1=U2；Uo 0，T2导通，M反转，风门关小、U2 直至U1=U2。D1、D2 将电机自感电势通过电源加给T 的UCE 限制为0.7V。二、话筒音量放大电路电容话筒阻抗很高源极输出器将高阻抗变低阻抗反相比例放大（单电源）7.6 功率管的散热问题一、为什么管耗受限？管耗：PC=UCE ICUCE主要降在反偏的集电结上，因集电结电阻大，发热引起温升，超过最高允许结温 TjM 时，管子损坏。二、加散热器能提高管耗加散热器能降低结温提高管耗。例如：3AD50，不加散热器，极限管耗 PCM=1 W加120 120 4mm3散热板，极限管耗 PCM=10 W三、散热器类型齿轮形指状形板条形四、管子在某一温度（T2）下所能承受的最大管耗CMaajM2jMCM2PTTTTP 室温25C室温下的结温由室温上升到结温时允许承受的最大管耗例 7.6.1 3AD50大功率管，已知TjM=90C，PCMa=10 W（加散热器）求环境温度T2=60 C时，能承受的最大管耗。解CMaajMC)(60jMC)CM(60ooPTTTTP W6.4W1025906090 结果说明环境温度升高后，允许最大管耗下降。