null第二章 基本放大电路第二章 基本放大电路软件学院
侯刚主要内容主要内容2.1 放大电路的概念
2.2 三极管放大电路
2.3 多极放大电路
2.4 差分放大电路
2.5 功率放大电路2.1放大电路的概念2.1放大电路的概念2.1.1 放大的概念
放大的对象是变化量
放大的实质是能量控制和转换
放大的前提是不失真
2.1放大电路的概念2.1放大电路的概念2.1.2 放大电路的性能指标
(1) 放大倍数(增益) :放大倍数是衡量放大电路对
信号放大能力的主要技术参数。
①电压放大倍数Au :放大电路输出电压与输入电压
的比值。
Au =u0/ui
常用分贝(dB)来表示电压放大倍数,这时称
为增益。
电压增益=20lg|Au|(dB)
2.1.2 放大电路的性能指标2.1.2 放大电路的性能指标② 电流放大倍数Ai :放大电路输出电流与输
入电流的比值。
Ai = i0/ii
也可用分贝(dB)表示电流放大倍数。
电流增益=20lg|Ai|(dB)2.1.2 放大电路的性能指标2.1.2 放大电路的性能指标(2) 输入电阻:对于一定的信号源电路,输入
电阻Ri越大,放大电路从信号源得到的输入
电压ui就越大,信号源在其内阻Rs上的损失
越小。2.1.2 放大电路的性能指标2.1.2 放大电路的性能指标(3) 输出电阻:当放大电路作为一个电压放大
器来使用时,其输出电阻Ro的大小决定了放
大电路的带负载能力。Ro越小,放大电路的
带负载能力越强,即放大电路的输出电压uo
受输出电阻Ro的影响越小。
2.2 三极管放大电路2.2 三极管放大电路放大电路的种类很多,根据用途的不同,一般分为电压放大电路和功率放大电路。电压放大电路主要放大电压信号,功率放大电路主要放大功率,以驱动负载。
三极管有三个电极,它在组成放大电路时便有三种连接方式,即放大电路的三种组态:共发射极、共集电极和共基极组态放大电路。2.2 三极管放大电路2.2 三极管放大电路1、放大电路的组成
放大电路必须满足以下三个条件:
有直流电源:为放大电路提供能源,将微弱的小信号放大。
有能实现放大作用的器件:三极管、场效应管均可实现放大作用。三极管必须工作在放大区,即发射结正偏,集电结反偏。场效应管工作在恒流区。
有信号传输的通道:小信号从输入端输入,放大后的信号从输出端输出。
2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成 在三种组态放大电路中,共发射极电路用得比
较普遍。这里就以NPN共射极放大电路为例,讨论
放大电路的组成、工作原理以及
。共发射极放大电路共发射极放大电路2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成电路中各元件的作用如下:
(1)三极管
(2)隔直耦合电容C1和C2
(3)基极回路电源UBB和基极偏置电阻Rb
(4)集电极电源UCC和集电极电阻Rc
2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成电压、电流等符号的规定
放大电路中既有直流电源UCC,又有交流电压
ui,电路中三极管各电极的电压和电流包含直流量
和交流量两部分。
大写字母,大写下标表示直流量,如IB、UBE等。
小写字母,小写下标表示交流量,如ib、ube等。
小写字母,大写下标表示瞬时量,如iB、uBE等。
大写字母,小写下标表示有效值,如Ib、Ube等。2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成单电源共射极电路2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成单电源共射极电路
2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成单电源共射极电路2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成2、直流通路与交流通路
一般情况下,放大电路中直流信号和交
流信号总是共存的,由于电容、电感等电抗
元件的存在,直流信号流经的通路与交流信
号的通路不完全相同,为了研究问
的方便,
常把电路分为直流通路和交流通路。2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成以下面的共射极放大电路为例:2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成(1) 直流通路
直流通路:是指静态(ui=0)时,电路
中只有直流量流过的通路。
画直流通路有两个要点:
①电容视为开路
②电感视为短路
估算电路的静态工作点Q时必须依据直
流通路。
2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成共射电路直流通路
2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成(2) 交流通路
它是指动态(ui≠0)时,电路中交流分
量流过的通路。
画交流通路时有两个要点:
① 耦合电容视为短路。
② 直流电压源(内阻很小,忽略不计)
视为短路。2.2.1 放大电路的组成2.2.1 放大电路的组成共射极电路的交流通路2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法1、
法(以下图为例)2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法(1) 静态分析(画出直流通路)2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法通过上述公式,可以画出直流负载线,图中Q点即为静态工作点。
静态工作点的三个参数为,IBQ、ICQ、UCEQ2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法(2) 动态分析(画出交流通路)
当放大电路加上交流信号ui后,三极管
的电压和电流都将在静态值的基础上叠加一
个与输入信号相应的交流量,这就是放大电
路的动态工作状态。
画交流通路时有两个要点:①耦合电容
视为短路。②直流电压源(内阻很小,忽略
不计)视为短路。
2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法共射极电路的交流通路2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法图解法2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法负载开路(断开负载)时,即不带RL。
① 输出端只有负载Rc,ic将沿直流负载线变化。(即交流负载线与直流负载线重合)
② 根据输入特性曲线和uBE可通过做图求出iB 。
③ 根据输出特性曲线和iB可通过做图求出iC和uCE 。2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法当输出端带有负载RL
① 交流负载RL’= Rc//RL
② 输出回路中交流电压和电流的关系为:
③ 交流负载线为通过Q点的,斜率为-1/R’L的直线。2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法交流负载线如下图所示2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法总结:
交流负载线与直流负载线相交于Q点
当负载开路时,交流负载线与直流负载线重合。
带负载后的电压放大倍数会减小
2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法(3) 静态工作点的选择
三极管是一个非线性器件,有截止区、放大区、饱和区三个工作区,如果信号在放大的过程中,放大器的工作范围超出了特性曲线的线性放大区域,进入了截止区或饱和区,集电极电流ic与基极电流ib不再成线性比例的关系,则会导致输出信号出现非线性失真。
非线性失真有两类:截止失真和饱和失真
2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法① 截止失真:当放大电路的静态工作点Q选取比较低时,IBQ较小,输出信号的负半周进入截止区而造成的失真称为截止失真。2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法② 饱和失真:当放大电路的静态工作点Q选取比较高时,IBQ较大,UCEQ较小,输出信号的正半周进入饱和区而造成的失真称为饱和失真。
2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法电路参数对静态工作点的影响(板书讲解)2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法2、微变等效电路法
微变等效电路分析法指的是在三极管特
性曲线上Q点附近,当输入为微变信号(小
信号)时,可以把三极管的非线性特性近似
看为是线性的,即把非线性器件三极管转为
线性器件进行求解的方法。
2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法(1) 三极管的微变等效电路 左图为三极管共发射极接法时的输入特性
曲线,它是非线性的。当输入信号较小时,在
静态工作点Q附近的一段曲线可视为直线,等效为一个电阻,这个电阻称为三极管的输入电阻。
它是一个动态电阻,与Q点位置有关,一般为几百欧到几千欧。常温下,低频小功率管的电阻可由下述公式估算:
2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法 左图是三极管的输出特性曲线,在放大区输出特性曲线近似为一组水平的直线,具有恒流性,可以等效为一个受控源。
另外,三极管输出特性曲线并不完全平行,在Q点附近,有一个等效电阻,称为三极管的输出电阻。2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法三极管的微变等效电路三极管微变等效电路简化后的微变等效电路
(rce阻值很大,一般为几十千欧到几百千欧,常视为开路)2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法(2) 微变等效电路法
静态分析:画直流通路,求静态工作点。
写输入回路方程
三极管处于放大状态,发射结正偏,UBE为
导通电压,硅管取0.7V,锗管取0.2V。因此,当
Vcc和Rb选定后,IB即为固定值,故此直流通路
又称为固定偏置电路。2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法三极管处于放大状态:
写出输出回路方程:
即可求出静态工作点IB、IC、UCE。
2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法动态分析:将交流通路中的三极管用微变等
效电路代替,分析放大电路动态指标。2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法① 电压放大倍数
源电压放大倍数:指输出电压uo与源电压us之比。2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法②输入电阻Ri ③输出电阻Ro 将信号源短路,负载开路,在输出端加入测试电压u,产生电流i,由于ib =0,ib =0,u=iRc,则输出电阻2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法(3) 两种分析方法特点比较
放大电路的图解分析法:其优点是形象直观,适用于Q点分析、非线性失真分析、最大不失真输出幅度的分析,能够用于大、小信号;其缺点是作图麻烦,只能分析简单电路,求解误差大,不易求解输入电阻、输出电阻等动态参数。
微变等效电路分析法:其优点是适用于任何复杂的电路,可方便求解动态参数如放大倍数、输入电阻、输出电阻等;其缺点是只能用于分析小信号。
2.2.2 放大电路的分析方法2.2.2 放大电路的分析方法例题讲解:书[例2-1]2.2.3 分压式共发射极放大电路2.2.3 分压式共发射极放大电路1、放大电路静态工作点的稳定
静态工作点Q的位置与放大电路的性能指标密切相关,选择不当不但会引起放大电路失真,还会影响到放大电路的动态性能指标,设置一个合适且稳定不变的静态工作点是放大电路
的一个重要问题。
引起Q点不稳定的原因:电源电压波动,电路参数变化,三极管老化,温漂等,但主要原因是:三极管特性参数随温度变化造成Q点偏离原来的数值。
分压式共发射极放大电路可以稳定静态工作点。2.2.3 分压式共发射极放大电路2.2.3 分压式共发射极放大电路2、分压式共发射极放大电路分析B点的电流方程为:为了稳定Q点,通常选择合适的电阻Rb1、Rb2,使I1>>IB,I1≈I2。2.2.3 分压式共发射极放大电路2.2.3 分压式共发射极放大电路B点的电位
≈基极电位UB仅由Rb1、Rb2和VCC决定,与环境温度无关,即当温度升高时,UB基本不变。2.2.3 分压式共发射极放大电路2.2.3 分压式共发射极放大电路 由上面分析,可以看出,Re在稳定静
态工作点时起着重要的作用。这种利用输出
回路中的电流IE在Re上的直流压降UE,使
输入回路电压UBE自动调节的方法,称为反
馈。由于反馈的结果使输出量减小,所以称
为负反馈,又由于反馈出现在直流通路中,
称为直流负反馈,Re为反馈电阻。2.2.3 分压式共发射极放大电路2.2.3 分压式共发射极放大电路(1) 静态分析:由于I1>>IB, I1越大于IB,电路稳定Q点的效果越好,但为了兼顾其他指标,设计电路时,一般选取: 硅管锗管2.2.3 分压式共发射极放大电路2.2.3 分压式共发射极放大电路(2) 动态分析
① 电压放大倍数2.2.3 分压式共发射极放大电路2.2.3 分压式共发射极放大电路②输入电阻Ri
③ 输出电阻Ro 2.2.3 分压式共发射极放大电路2.2.3 分压式共发射极放大电路Re越大,Au下降越多,为了不使电压放大倍数下降,常在Re两端并联一个大电容Ce,容值约为几十到几百微法,称为旁路电容 。电压放大倍数不会下降,直流通路不变 。2.2.3 分压式共发射极放大电路2.2.3 分压式共发射极放大电路例题讲解:分压式共发射极放大电路分压式共发射极放大电路例题讲解2.2.4 共集电极放大电路2.2.4 共集电极放大电路共集电极电路图2.2.4 共集电极放大电路2.2.4 共集电极放大电路1、静态分析:求静态工作点2.2.4 共集电极放大电路2.2.4 共集电极放大电路2、动态分析
(1) 电压放大倍数Au可见,共集电极放大电路没有电压放大作用,输入输出相位相同,故称射随器2.2.4 共集电极放大电路2.2.4 共集电极放大电路(2) 输入电阻Ri
(3) 输出电阻Ro:将信号源短路,负载开路,在输出端加入测试电压u,产生电流i,如图 通常 2.2.4 共集电极放大电路2.2.4 共集电极放大电路例题讲解 书[例2-3]2.2.5 共基极放大电路2.2.5 共基极放大电路共基极电路直流通路与分压式偏置电路相同,静态工作点的求法也相同 2.2.5 共基极放大电路2.2.5 共基极放大电路1、静态分析:与分压式偏置电路相同,静态工作点的求法也相同。
2、动态分析
① 电压放大倍数Au 2.2.5 共基极放大电路2.2.5 共基极放大电路② 输入电阻Ri
③ 输出电阻Ro共基极放大电路有电压放大作用,输入、输出电压相位相同,输入电阻很低,输出电阻与共射极放大电路相同。2.2.5 共基极放大电路2.2.5 共基极放大电路例题讲解 书[例2-4]三种放大电路的比较三种放大电路的比较共发射极放大电路:电压、电流和功率放大倍数都较大,输入电阻在三种电路中居中,输出电阻较大。
共集电极放大电路:不能放大电压,但能放大电流,是三种电路中输入电阻最大的,输出电阻最小的电路,常用作输入级、输出级和中间缓冲级,在功率放大电路中经常使用。
共基极放大电路:输入电阻小,电压放大倍数和输出电阻与共发射极电路相当,频率特性好。2.3 多级放大电路2.3 多级放大电路高的电压放大倍数,很大的输入电阻,很小的输出电阻等,通常就将基本放大电路连接起来,组成多级放大电路 。
级与级之间的连接,称为耦合,常见的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合和光电耦合等
2.3.1 阻容耦合放大电路2.3.1 阻容耦合放大电路 将放大电路的前级输出端通过电容连接到后级输入端,称为阻容耦合。由于电容对直流量的容抗为无穷大,各级间的直流通路相互独立,每级的静态工作点Q互不干扰 2.3.1 阻容耦合放大电路2.3.1 阻容耦合放大电路n级放大电路的交流等效电路框图 放大电路前级的输出电压就是后级的输入电压,即uo1=ui2,uo2=ui3,…所以,多级放大电路的电压放大倍数为各级放大电路电压放大倍数之积 2.3.1 阻容耦合放大电路2.3.1 阻容耦合放大电路多级放大电路的输入电阻就是第一级放大电路的输入电阻,即
输出电阻就是多级放大电路最后一级的输出电阻,即
阻容耦合放大电路不适用放大缓慢变化的信号;
在集成电路中制造大容量的电容很困难,不便于集成化; 2.3.1 阻容耦合放大电路2.3.1 阻容耦合放大电路例题12.3.1 阻容耦合放大电路2.3.1 阻容耦合放大电路直流通路2.3.1 阻容耦合放大电路2.3.1 阻容耦合放大电路交流通路2.3.1 阻容耦合放大电路2.3.1 阻容耦合放大电路2.3.2 直接耦合放大电路2.3.2 直接耦合放大电路将放大电路的前级输出端直接连接到后一级输入端,称为直接耦合。
直接耦合放大电路能够放大缓慢变化的信号,易于集成化,因此,得到越来越广泛的应用。
由于其静态工作点相互影响,给分析、设计、调试电路带来一定困难。
2.3.2 直接耦合放大电路2.3.2 直接耦合放大电路在直接耦合放大电路中,若将输入信号短接(ui=0),输出端仍有缓慢变化的输出信号uo,这种现象称为零点漂移,简称零漂。
引起零漂的原因很多,如电源电压的波动,元件的老化等,但主要是由于温度对三极管参数的影响造成的,因此,也称零点漂移为温度漂移,简称温漂。
2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路1、电路组成:差分放大电路由两个对称的共发射极放大电
路通过发射极电阻直接耦合组成。晶体管T1、T2参数完全
相同,Rb1=Rb2=Rb,Rc1=Rc2=Rc,一般采用双电源供电
(VEE为负电源),输入信号分别为ui1和ui2;有两个输出端,
输出信号从任一个集电极取出,成为单端输出,分别为
uo1、 uo2,输出信号从两个集电极之间取出,称双端输
出,输出信号uo= uo1- uo2。2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路2、静态分析
电路完全对称,IB1=IB2=IB,IC1=IC2=IC,IE1=IE2=IE,
UCE1=UCE2=UCE,流经Re的电流I=2IE,根据基极回路方
程:
Rb的阻值很小,IB也很小,Rb上的电压可忽略不计
2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路 只要合理选择Re的阻值,并与电源VEE相配合,就可以设置合适的静态工作点,由IE可得IB、UCE。 此时UC1=UC2,UO= UC1-UC2=0。即输入信号为零时,输出信号也为零。 差分放大电路抑制了温度引起的零点漂移;
Re也具有稳定静态工作点的作用。 2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路3、输入信号差模输入信号:在差分放大电路两输入端分别加上一对大小相等,极性相反的信号,ui1=uid1,ui2=uid2=-uid1共模输入信号:在差分放大电路两输入端分别加上一对大小相等,极性相同的信号,称为共模输入信号,ui1=ui2=uic。任意输入信号:ui1、ui2为任意输入信号 2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路4、差模特性
在差分放大电路输入端加入一对大小相等,极性相反的差模输入信号uid1、uid2,则差模输出信号uod1、uod2大小相等,方向相反
在差模输入信号作用下,两管发射极电流大小相等,方向相反,ie1=-ie2,流过Re的电流i=ie1+ie2,在Re上的没有压降,E点电位不变,画交流通路时,可以认为E点接地。又由于输出电压uod1=-uod2,负载电阻RL的中点电位总等于0,从而使每管的负载电阻为RL/2。2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路(1)差模电压放大倍数:差分放大电路双端输出时,差模电压放大倍数Aud定义为差模输出电压uod与差模输入电压uid之比。
差分放大电路双端输入,双端输出的差模电压放大倍数Aud等于单管共射放大电路的电压放大倍数。
2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路单端输出时,每管的负载电阻为RL,差模电压放大倍数Aud1、Aud2定义为单端差模输出电压与差模输入电压之比。
Aud1、Aud2大小相等,符号相反,数值为一个单管共射放大电路电压放大倍数的一半
2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路(2) 差模输入电阻差模输入电阻Rid是从两输入端看进去的交流等效电阻(3)差模输出电阻差模输出电阻Rod是从两输出端看进去的交流等效电阻双端输出时:单端输出时:2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路5、共模特性:在差分放大电路输入端加入共
模输入信号ui1= ui2=uic;uoc1、uoc2分别
为共模输出电压,大小相等,方向相同。 2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路(1) 共模放大倍数:双端输出时,共模电压放大倍数Auc定义为双端共模输出电压与共模输入电压之比。
由于电路完全对称,uoc1=uoc2,共模电压放大倍数Auc=0。
双端输出时,Auc=0,说明差分放大电路对共模信号有很强的抑制作用。
2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路单端输出时,每管的负载电阻为RL,共模电压放大倍数Auc1、Auc2定义为单端共模输出电压与共模输入电压之比。 2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路单端输出时实际电路中 ,说明差分放大电路对共模信号没有放大作用,Re越大,Auc1越小,对共模信号的抑制能力越强。2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路(2)共模输入电阻 从两输入端看进去的共模输入电阻为两单管放大电路输入电阻的并联。2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路(3)共模输出电阻 双端输出时:单端输出时:对于差分放大电路,由于输入信号中既有差模信号又有共模信号,输出信号也由两部分组成:
2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路6、共模抑制比共模抑制比定义为差模电压放大倍数Aud与共模电压放大倍数Auc之比的绝对值 用分贝表示为 共模抑制比越大,表示差分放大电路对共模信号的抑制作用越强。2.4 差分放大电路2.4 差分放大电路电路完全对称时,若采用双端输出,由于Auc≈0,CMR趋于无穷大;
若采用单端输出 为了提高CMR,必须提高Re,常采用直流电阻小、交流电阻大的电流源代替Re;
调节Rp用以解决两边电路不对称造成的输入为零,输出不为零的现象。2.5 功率放大电路2.5 功率放大电路2.5.1 功率放大电路的一般问题
1、对功率放大电路的要求
输出功率要大
非线性失真要小
效率要高
效率低,意味着消耗在电路内部的能量多,这
部分能量转换成热能,使功放管等元件温度升高,
造成电路自身的不稳定
2.5.1 功率放大电路的一般问题2.5.1 功率放大电路的一般问题2、功率放大电路的分类
静态工作点Q设置在交流负载线的中间,在整个信号周
期内,三极管都有电流流过,称为甲类功率放大电路。
无输入信号时,电源提供的功率全部消耗在功放管和电阻上,以集电结损耗为主;
有信号输入时,电源一部分功率转换为有用的输出功率,信号愈大,输出功率也愈大。
2.5.1 功率放大电路的一般问题2.5.1 功率放大电路的一般问题 把静态工作点Q设置得低一点,管
耗就小,效率就可提高。称为甲乙类
功率放大电路 。
把静态工作点Q降到最低,使集电
极静态电流ICQ=0,在输入信号的整个
周期内,三极管只有半个周期有电流
流过,称乙类功率放大电路。静态
时,电源供给功率为零,管耗为零。
这种功率放大电路的效率最高,但波
形失真最大。
2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路1、乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)T1 、T2管参数相同,两管直接耦合成共集电极放大电路。静态时,ui=0,T1、T2管均截止,IB=0,IC=0,两管处于乙类工作状态。 2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路动态时(电路为射极输出形式)
当ui>0时,uo≈ui,为信号的正半周;
当ui<0时,uo≈ui,为信号的负半周。结论:T1、T2管在一个周期内轮流导通,交替工作,使输出信号uo取得完整波形,因而称为互补对称电路。
2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路输出功率Po 输出功率为输出电压有效值Uo与输出电流有效值Io的乘积 ·不计饱和压降UCES,最大输出功率为 静态工作点Q在横轴上,如输入信号为正弦波,输出信号2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路每管集电极电流的幅值为,平均值为每个电源提供的功率为电源提供的功率PE 电源提供的功率为电源电压与电源平均电流的乘积。 两个电源提供的总功率2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路效率η 效率为负载得到的输出功率Po与电源提供的功率PE 的比值 η正比于Uom,Uom最大时,Po最大,η最高。 当输出功率最大时,最高效率≈实际电路中,由于饱和压降和元件损耗等因素的影响,效率仅能达到60%左右。2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路管耗PT 电源提供的功率一部分输送到负载,另一部分消耗在管子上,两管的总管耗每个管子的管耗为总管耗的一半 管耗与Uom有关,可以证明,当时,有最大管耗 2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路功率管的选择 综合考虑各方面因素,上述电路中的功率管应按下述条件选取:互补对称电路中,一管导通,一管截止,截止管承受的最高反向电压接近2VCC 2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路2、甲乙类互补对称功率放大电路
在分析乙类互补对称功率放大电路时,忽略了三极管
发射结的导通电压UBE(on),当输入信号 ,三极
管处于截止状态,输出电流、电压均为零,使输出波形在
正、负半周交接处出现失真,这种失真称为交越失真。
2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路图 (a)二极管D1、D2组成偏置电路,为T1、T2管提供偏置电压。
在图 (b)中,R3、R4、T3为T1、T2管提供偏置电压,可以算出 ,调节R3、R4的值,就可调整T1、T2的偏置电压,消除交越失真。2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路3、单电源互补对称功率放大电路(OTL)
电路采用单电源供电,输出端通过大耦合电容CL与负
载RL相连。工作原理与乙类互补对称功率放大电路相同,
因电路中采用电容耦合,称为无输出变压器的功率放大电路
(Output Transformer Less)
2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路静态时,两管参数相同,中点电位。2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路动态时,ui>Vcc/2,T1管导通,T2管截止,电源VCC向CL充电,并在RL两端输出正半周波形;
ui<Vcc/2,T1管截止,T2管导通,CL向T2放电,并在RL两端输出负半周波形;
只要CL的容量足够大,放电时间常数RLCL远大于输入信号的周期,就可以认为电容CL两端的电压近似不变,为2.5.2 互补对称功率放大电路2.5.2 互补对称功率放大电路4、采用复合管的互补对称功率放大电路
复合管的类型与第一个三极管相同,电流放大倍数近似等于两个三极管的电流放大倍数的乘积; 构成复合管时,两个三极管必须处于放大状态,第一个管子的集电极或发射极电流作为第二个管子的基极电流。T1一般为小功率管,称为推动管,T2一般为大功率管,称为输出管,输出功率的大小由T2决定; 作业作业习题:2.4、2.5、2.6、2.7、2.12