1、第3章:放大电路 p 放大器的组成及其性能指标(amplifier)p 放大器的图解分析法(amplifier analysis)p 放大器的微变等效电路分析法(amplifier analysis)p 放大器的偏置电路(biasing circuits)p 共集电极放大器 (common-collector and common-base amplifier)p 单管放大器的频率特性(frequency characteristic)p 多级放大器(multilevel amplifier)p 差分放大器(differential amplifiers)p 功率放大器(power ampli
2、fiers)p 集成运算放大器(operational amplifiers)3.9-1 功率放大器(power amplifiers)功率放大器的特点:p 放大电路的末级,提供大的功率(电压、电流)驱动;p 分析方法采用大信号分析的图解法;p 功率放大器易产生非线性失真。功率放大器的主要技术指标:1、最大输出功率 在输入为正弦波且输出基本不失真的条件下,输出功率 是交流功率,PO=IOUO,其中IO 和UO均为交流有效值。2、转换效率 功率放大器的最大输出功率与电源提供的功率之比;直流电源提供的功率是直流功率,其值等于电源输出电流 平均值和其电压值之积。3.9 功率放大器功率放大器的组成方式
3、:1、甲类功率放大器 工作点在放大区的中间,很少非线性失真。电源提供功率:ICQVCC,交流输出功率为阴影部分。RLVCCQIcUceVcc3.9 功率放大器功率放大器的组成方式:3.9 功率放大器2、乙类功率放大器 工作点在截止区,效率高,使用互补管,但产生交越失真;Output TransformerLess:使用单电源,UOMAX=VCC/2;Output CapacitorLess:双电源,UOMAX=VCCRLVCCOTL OCLRLVCC-VCCQIcUceVcc功率放大器的组成方式:3.9 功率放大器3、甲乙类功率放大器 工作点靠近截止区,消除乙类功放的交越失真。QIcUceVc
4、cQIcUceVcc乙 类 甲 乙 类3.9-2 互补功率放大器(OCL)OCL 功率放大器的工作原理:p 采用互补对称管组成射随器电路;p 当Ui=0时,两管均为截止状态(工作点)电源提供功率为0,Uo=0;p 在Ui正半周时,T1导通,T2截止,Uo输出正半周;p 在Ui负半周时,T2导通,T1截止,Uo输出负半周;RLVCC-VCCUiUoT1T23.9 功率放大器p 交越失真:由于没有直流偏置,输入信号Ui小于晶体管 b-e间的 门限电压VBE(th)时,T1、T2均处于截至状态,输出Uo 仍为0,使得输出正负半周衔接不良交越失真。UBE2UBE1UBE(th)UiIC1IC2IB1I
5、B23.9 功率放大器3.9 功率放大器p 采用甲乙类OCL电路消除交越失真 基极回路中接入两个 二极管,利用其压降为功放 管提供正向偏置,使两个功 放管处于微导通状态;p 二极管对交流信号的动态 电阻很小,功放管基极近似 与Ui直连,在Ui的变化下,两个功放管始终有一个处于 导通状态,消除了交越失真;p 两个功放管处于甲乙类状态,输入 Ui为0 时,管子流过有微 弱电流,其效率稍低于乙类OCL电路UiUoUBE2UBE1UBE(th)UiIC1IC2IB1IB2RLV C C-V C C OCL 功率放大器的分析计算:输出功率:LLORIP2其中:IL为负载电流的有效值LCCLCESCCLL
6、mLmRVRUVRUI22LCCCCLCCOmRVVRVP21212ic1ic2VccUo(Vcc-Uces)iLicm电源提供的功率:)(10tdiVPCCCCCtRVtRUViLCCLCESCCCsinsinLCCCCRVP22效率:%5.784CCOmmPP3.9 功率放大器OCL 功率放大器中的功放管的选择:p 最大管压降:输入正半周时,T1导通,T2截止,RL峰值电压为VCC,T2承受的最大管压降为:2VCCp 集电极最大电流:其值为RL上最大电流:ICmax=VCC/RL T1T2RLVCC-VCC3.9 功率放大器OCL 功率放大器中的功放管的选择:T1T2RLVCC-VCC3.
7、9 功率放大器p 最大管耗:PT=PCC-PO,输入电压最小和最大时,PT也较小;设PT最大时,ILm=ICM,ULm=VCC (为电压、电流利用系数),Po=1/2*ICMVCC=2POM Pcc=(4/)POM OmOCCTPPPP)41(4令:0ddPT636.02OmTmPP406.0每个功放管的最大管耗为:每个功放管的最大管耗为:0.203POmT1T2RLV C C-V C C)(1842315222WRUVPLCESCCOm功放管饱和管压降常为23V,一般不可忽略!例:右图功放电路,输入电压为正弦波,VCC=15V,UCES=3V,RL=4,1、求最大输出功率和效率:%8.621
8、2312%5.784CCCESCCVUV2、若最大输入电压峰峰值为 20V,求负载上的最大功率:)(5.124210222WRUPLiMOm要得到最大输出功率,功放的输入电压必须达到一定的幅度3、如何选择功放管?VVBUCCCEO302ARVILCCCM75.3WPPCESUOmCM6.5|203.003.9 功率放大器OTL 功率放大器T1T23.9 功率放大器RLVCC2/CCVLCESCCOmRUVP2)2/(21LCESCCCCVccmRUVVP)2/(2/22/)2/(4CCCESCCVUVCCCEOVBULCCCMRVI2/0|203.0CESUOmCMPP3.9-3 集成功率放大电路 LM3861.差分输入级:差分放大电路,具有高的输入阻抗;2.放大级:公射放大电路,有源负载;3.功放输出级:单电源供电,OTL电路。3.9 功率放大器3.9-3 集成功率放大电路 LM386p 增益可调范围:20200;p 电源电压:4V12V;5V18V;p 最大输出功率:0.5W1.25W3.9 功率放大器习题:P133 3-21 3.9 功率放大器