功率放大电路教学课件.ppt

1、模 拟 电 子 技 术功率放大电路功率放大电路第第 1010章章模 拟 电 子 技 术10.1.1 功率放大电路的特殊问题功率放大电路的特殊问题10.1.3 甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路10.1.2 乙类双电源互补对称功率放大电乙类双电源互补对称功率放大电路路模 拟 电 子 技 术一、一、功率放大电路的特点功率放大电路的特点10.1.1 功率放大电路的特殊问题功率放大电路的特殊问题1、要有足够的输出功率、要有足够的输出功率cecmaxoUIP +VCCRLC1+RBuce=uocemcm21UI S设设“Q”设置在设置在交流负载线中点交流负载线中点VCCICuCE iC

2、O tiCO QIcmUcem模 拟 电 子 技 术CCVCCCCCCPiVIVCCmaxomaxV/25%PP S42、效率高、效率高3、管耗要小、管耗要小CCCVOPPP4、散热要好、散热要好5、非线形失真小、非线形失真小6、分析方法只能用图解法、分析方法只能用图解法C CoV/PP模 拟 电 子 技 术二、提高效率的途径二、提高效率的途径甲类甲类(2 )tiCO Icm 2 ICQ tiCO Icm 2 ICQ乙类乙类()tiCO Icm ICQ2 甲乙类甲乙类(0 V1 导通导通 V2 截止截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui 0.2 PomU(BR)CEO 2VCCI

3、CM VCC/RLRLV1V2+VCC+ui+uo VEE4、选管的原则、选管的原则模 拟 电 子 技 术问题：问题：当输入电压小于死区电压时，当输入电压小于死区电压时，三极管截止，引起三极管截止，引起 交越失真交越失真。交越失真交越失真输入信号幅度越小失真越明显。输入信号幅度越小失真越明显。三、存在的主要问题三、存在的主要问题模 拟 电 子 技 术例例10.1.1 已知：已知：VCC=VEE=24 V，RL=8 ，忽略忽略 UCE(sat)求求 Pom 以及此时的以及此时的 PDC、PC1，并选管。并选管。)W(36822422LCC2om RVP 解解 PDC=2V2CC/RL=2 242

4、/(8)=45.9(W)RLV1V2+VCC+ui+uo VEE模 拟 电 子 技 术)(21oDCC1PPP =0.5(45.9 36)=4.9(W)W(2.7362.0m1C PU(BR)CEO 48 VICM 24/8=3(A)可选：可选：U(BR)CEO=60 100 VICM=5 APCM=10 15 W模 拟 电 子 技 术一一、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给给 V1、V2 提提供静态电压供静态电压 tiC0 ICQ1ICQ2克服交越失真思路：克服交越失真思路：电路：电路：RLRV3V4V1V2+VCC+ui+uo VEEV5交越失真动画演示交

5、越失真动画演示10.1.3 甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路模 拟 电 子 技 术当当 ui=0 时，时，V1、V2 微导通。微导通。当当 ui 0(至至 )，V2 微导通微导通 充分导通充分导通 微导通；微导通；V1 微导通微导通 截止截止 微导通。微导通。模 拟 电 子 技 术二、复合管互补对称放大电路二、复合管互补对称放大电路1.复合管复合管(达林顿管达林顿管)目的：实现管子参数的配对目的：实现管子参数的配对ib1(1+1)ib1(1+1)(1+2)ib1=(1+1+2+1 2)ib1 1 2 rbe=rbe1+(1+1)rbe2 2(1+1)ib1 1 ib1ibi

6、cie(1+2+1 2)ib1V1V2模 拟 电 子 技 术V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNP模 拟 电 子 技 术构成复合管的规则构成复合管的规则：1)B1 为为 B，C1 或或 E1 接接 B2，C2、E2 为为 C 或或 E；2)应保证发射结正偏，集电结反偏；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。复合管类型与第一只管子相同。模 拟 电 子 技 术V1V2 练习：练习：接有泻放电阻的复合管：接有泻放电阻的复合管：V1V2ICEO1 2 ICEO1R泻放泻放电阻电阻减小减小模 拟 电 子 技

7、 术10.2.3 单电源供电的单电源供电的OTLOTL功率放大电路功率放大电路10.2.2 采用集成运放的采用集成运放的OCLOCL 准互补功率放大电路准互补功率放大电路10.2.1 OCL OCL准互补功率放大电路准互补功率放大电路10.2.4 集成功率放大电路集成功率放大电路模 拟 电 子 技 术10.2.1 OCL OCL准互补功率放大电路准互补功率放大电路模 拟 电 子 技 术模 拟 电 子 技 术10.2.2 采用集成运放的采用集成运放的OCLOCL 准互补功率放大电路准互补功率放大电路模 拟 电 子 技 术10.2.3 单电源供电的单电源供电的OTLOTL功率放大电路功率放大电路模

8、 拟 电 子 技 术10.3集成功率放大集成功率放大器器及其应用及其应用 引言引言10.3.2 DG810 集成功放及其应用集成功放及其应用10.3.3 TD2040 集成功放及其应用集成功放及其应用 10.3.1 LM386 集成功放及其应用集成功放及其应用模 拟 电 子 技 术组成：组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：特点：输出功率大、效率高输出功率大、效率高有过流、过压、过热保护有过流、过压、过热保护引言引言模 拟 电 子 技 术10.2.1 LM386 集成功放及其应集成功放及其应用用1.典型应用参数：典型应用参数：直流电源：直流电源：4 12

9、V额定功率：额定功率：660 mW带带 宽：宽：300 kHz输入阻抗：输入阻抗：50 k 12348765引脚图引脚图模 拟 电 子 技 术2.内部电路内部电路1.8 开路时，开路时，Au=20(负反馈最强负反馈最强)1.8 交流短路交流短路 Au=200(负反馈最弱负反馈最弱)电压串电压串联负反联负反馈馈模 拟 电 子 技 术V1、V6：V3、V5：V2、V4：射级跟随器，高射级跟随器，高 Ri双端输入单端输出差分电路双端输入单端输出差分电路恒流源负载恒流源负载V7 V12：功率放大电路功率放大电路V7 为驱动级为驱动级(I0 为恒流源负载为恒流源负载)V11、V12 用于消除交越失真用于

10、消除交越失真V8、V10 构成构成 PNP 准互补对称准互补对称模 拟 电 子 技 术3.典型应用电路典型应用电路模 拟 电 子 技 术 LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610 F36 k 10 F100 F220 F0.1 F8 10 .047 F+VCC6输出电容输出电容(OTL)频率补偿，抵消电频率补偿，抵消电 感高频的不良影响感高频的不良影响防止自激等防止自激等调节电压调节电压放大倍数放大倍数模 拟 电 子 技 术10.2.2 DG810 集成功放及其应用集成功放及其应用 标准音频功率放大标准音频功率放大功率大、噪声小、频带宽、功率大、噪声小、频带宽、工作电源范围宽、

11、有保护电路工作电源范围宽、有保护电路输出电容输出电容输入输入偏置偏置交流负反馈交流负反馈频率补偿，防自激等频率补偿，防自激等自举电容自举电容频率补偿频率补偿防自激等防自激等VCC=15 V 时时输出功率输出功率 6 W+VCCuiC9R1R4C2DG81011294785C1C8C7C4C5C65 F100 k.01 F100 F1000 pF0.1 F4 56 4 700 pF10100 F100 F100 R3R21000 F100 FC101 电源滤波电源滤波模 拟 电 子 技 术10.2.3 TD2040 集成功放及其应用集成功放及其应用 特点：特点：输出短路保护、自动限制功耗、有过热

12、关机保护输出短路保护、自动限制功耗、有过热关机保护参数：参数：直流电源：直流电源：2.5 20 V开环增益：开环增益：80 dB功率带宽：功率带宽：100 kHz输入阻抗：输入阻抗：50 k 输出功率：输出功率：22 W(RL=4 )双电源双电源(OTL)应用应用电源滤波电源滤波频率补偿频率补偿防自激等防自激等输出功率可输出功率可大于大于 15 W交流电交流电压串联压串联负反馈负反馈R1C2220 k 680 22 FR3R2ui12435C1C7C3C4C5C61 F22 k 220 F220 F0.1 F4 5+VCC(16 V)20400.01 F0.1 F VEE(16 V)R4大电容

13、滤除低频成分大电容滤除低频成分小电容滤除高频成分小电容滤除高频成分35.33680/220001 uAdB30lg20 uA模 拟 电 子 技 术单电源单电源(OTL)应用：应用：交流电压串联交流电压串联负反馈负反馈使使 U1=0.5VCCC2680 22 FR4ui435C1C6C3C4C5C71 F22 k 2.2 F220 F0.1 F4 5 +VCC(16 V)0.01 FR6R522 k 22 k 22 k R2R321R1204035430 dB模 拟 电 子 技 术1.功率管的工作类型功率管的工作类型类别类别特点特点Q 点点波波 形形甲甲类类无失真无失真Q 较高较高ICQ 较大较

14、大Q 较高较高甲乙类甲乙类有失真有失真效率高效率高ICQ 小小Q 较低较低乙类乙类失真大失真大效率最高效率最高ICQ=0 Q 最低最低 tiCO ICQiCO ICQ t tiCO ICQ2.OCL 和和 OTL 功放电路的特性功放电路的特性模 拟 电 子 技 术OCLOTL优优点点缺缺点点 主主要要公公式式结构简单，效率高，结构简单，效率高，频率响应好，易集成频率响应好，易集成结构简单，效率高，频率结构简单，效率高，频率响应好，易集成，单电源响应好，易集成，单电源双电源，双电源，电源利用率不高电源利用率不高输出需大电容，输出需大电容，电源利用率不高电源利用率不高最大输出功率最大输出功率LCC2om21RVP LCC2om81RVP 直流电源消耗功率直流电源消耗功率cmCCE2IVP cmCCE1IVP 效率效率%5.78 理想理想%5.78 理想理想 最大管耗最大管耗omC1m2.0PP omC1m2.0PP