功率放大电路

功率放大电路 一、填空题 1.工作于甲类的放大器是指导通角等于，乙类放大电路的导通角等于 ，工作于甲乙类时，导通角为。 2.甲类功率输出级电路的缺点是，乙类功率输出级的缺点是 ，故一般功率输出级应工作于状态。 3.甲类功率输出级，管子集电极耗散功率最大时，输出功率等于;乙类功率输出级输出功率等于零时，集电极耗散功率等于，集电极耗散功率最大时，最大输出功率是理想值的倍。 4.某功率输出级的输出功率为10W，若转换效从30,提高到60,，集电极耗散功率减小 W，电源提供的直流功率减小W。 5.某互补推挽功率输出级电路，若工作于甲类，电源V=6V负载R =8，则最大输出功率ccL ;电源提供的直流功率W,每管的集电极耗散功率 W。若此电路工作于乙类状态，则最大输出功率 W，电源提供的直流功率W，各管集电极的耗散功率W,此时效率。 6.下图所示功率输出级放大电路中，已知:V=15V，RL=8。 CC (1)静态时输出端电压为，若不满足应调整电阻。 (2)加入正弦输入信号，若输出信号出现交越失真，应调制电阻，应该 (增大，减小)。 (3)最大可能输出功率W。 7.某工作于甲类的互补推挽功率输出级，若电源电压和实际负载均不变，则电路由甲类转入乙类，最大输出功率，效率，管子集电极耗散功率。 8.请填写下列#格#(已知电源电压为Vcc，输出功率为P) 0 参数 电路 RBUI optCEOCM形式 双电源乙类 推挽电路 单电源乙类 推挽电路 桥式电路 变压器耦合双 端推挽电路 9(乙类推揽放大器，由于三极管的死区电压造成的失真现象，这种失真称为 。 10(甲类功放最高效率为 ，乙类功放最高效率为 。 二.选择题(正确的一项或多项选择的代号填入题后的括号中) 1.某工作于甲类的互补推挽输出级，负载为最佳负载，若电源电压不变欲将输出功率提高一倍，则应使( ) A.负载电阻增大一倍; B.负载电阻减半; C.静态工作点电流提高一倍; D.增大输入信号幅度 2.某工作于乙类的互补推挽功率输出级，负载为最佳负载，若负载电阻不变，欲将输出功率提高一倍，则应该( ) A.电源电压提高一倍; B.电源电压提高 倍 C.增大输入信号幅度 2 3.若功率管的最大集电极耗散功率为 ，构成互补推挽电路，若器件工作状态由甲类转入乙类状态，最大输出功率 将( ) A.增大一倍; B.减小一倍; C.增大2倍; D.增大5倍 4.功率输出级的转换效率是指( ) A.输出功率与集电极耗散功率之比; B.输出功率与电源提供的直流功率之比; C.晶体管的耗散功率与电源提供的直流功率之比 5.乙类功率输出级，最大输出功率为1W，则每个功放管的集电极最大耗散功率为( ) A.1W ; B.0.5W ; C.0.4W ; D. 0.2W 6(如下图所示的几种复合管电路，符合构成复合管要求的是图 7(下面复合管连接不正确的是 8(复合管的类型与组成它的( )类型相似。 A、最前面的管子 B、最后面的管子 C、任意一个 D、无法确定 9(在单电源OTL电路中，接入自举电容是为了( ) A、提高输出波形的幅度 B、提高输出波形的正半周幅度 C、提高输出波形的负半周幅度 D、加强信号的耦合 10(如图所示电路若VD,虚焊，则V,管( ) A、可能因管耗过大而损坏 B、始终饱和 C、始终截止 11(功率放大电路的主要功能是向负载提供 ，因此它的三个主要性能指标是 ? ? ? 12(OTL互补对称功率放大电路是指 电路，它与OCL电路的主要区别是 ，在电路参数和电源电压确定之后，如果负载增大一倍，则输出功率 。 三(判断题 1(在推挽功率放大器中，当两只晶体三极管有合适的偏流时，就可以消除交越失真。 2(甲类功率放大一般采用变压器耦合而不采用电容耦合，以便于提高电压放大倍数。 3(功率放大器的主要任务就是向负载提供足够大的不失真的功率信号。 4(功率放大器就是把小的输入功率放大为大的输出功率给负载。 5(电压放大器无功率放大作用。 6(乙类互补对称功率放大电路功率要比甲类功率放大电路要高。 7(功放电路的效率主要与电路的工作状态有关。 8(功率放大器之所以比电压放大器输出功率大是由于功放的功率放大倍数较大。 9(乙类互补对称功放电路在输出功率最大时，管子的管耗最大。 10(功率放大电路要求输出功率足够大，因而它的电压放大倍数和电流放大倍数均大于1。 11(所谓电路的最大不失真输出功率是指输入正弦波信号幅度足够大,使输出信号基本不失真其幅值最大时: (1)晶体管上得到的最大功率。( ) (2)电源提供的最大功率。( ) (3)负载上获得的最大直流功率。( ) (4)负载上获得的最大交流功率。( ) 12(所谓效率是指 (1)输出功率与输入功率之比。( ) (2)输出功率与晶体管上消耗的功率之比。( ) (3)输出功率与电源提供的功率之比。( ) (4)最大不失真输出功率与电源提供的功率之比( ) 13(输出功率越大、功放管的损耗越大。( ) 14(功率放大电路有功率放大作用，在电压放大电路中只具有电压放大作用，而没有功率放大作用。( ) 15(在功率放大电路中，晶体管处于大信号工作状态，微变等效电路法仍然可以适用。( ) 17.放大电路电压放大倍数大于1( )，电流放大电路电流放大倍数大于1( )， 功率放大器的电压与电流放大倍数都大于1( )。 18.甲类放大电路一般失真小，但效率较低( )，因为输出功率为零时，管子损耗最大( )，乙类推挽放大电路失真大，但效率高( )，因为输出功率最大时，管子损耗功率最大( )。 19(一个输出为10W的乙类OTL功率放大电路，要求每个输出管的额定功率至少为5W( )，这种电路当输入信号最大时管耗也最大( )，而当输入信号较小时会出现交越失真( )。 20.在OCL功率放大电路中，若正、负电源电压绝对值增大则输出功率增大( )，若在8Ω负载上并接一个8Ω扬声器，则输出功率减小一半( )，但此时输出功率放大管会发热更高( )。 21.在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。( ) 22.功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率。( ) 23.当OCL电路的最大输出功率为1W时，功放管的集电极最大耗散功率应大于1W。( ) 24.功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是 1)都使输出电压大于输入电压;( ) 2)都使输出电流大于输入电流;( ) 3)都使输出功率大于信号源提供的输入功率。( ) 25.功率放大电路与电压放大电路的区别是 1)前者比后者电源电压高;( ) 2)前者比后者电压放大倍数数值大;( ) 3)前者比后者效率高;( ) 4)在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电 压大;( ) 26.功率放大电路与电流放大电路的区别是 1)前者比后者电流放大倍数大;( ) 2)前者比后者效率高;( ) 3)在电源电压相同的情况下，前者比后者的输出功率大。( ) 四( 1.如图所示功率放大电路，V=12V，R=35Ω。试求:(1)最大不失真输出功率;(2)最大输CCL 出效率。 习题 02.(电路如题图6—1所示，在正弦电压U作用下，V、V导电角各为180，设导通时发射结压降可i12忽略，射极输出器电压放大倍数A=1，试求:(1)U的有效值为10V时，输出功率为多大,(2)Ui两管总功耗为多少,(3)电源供给的功率是多少,(4)效率为多大, 题图6—1 3.题图6—2是一功率放大电路，根据该图提供的参数和元器件，回答以下问题: (,)该电路属于哪种互补推挽电路, (,)它的工作状态属于哪一类, (,)如果输出信号出现交越失真，调整哪个元件, (,)电路的最大输出功率近似表达式如何, 123456 DD CC+Vcc R1 V1 UiV2R2 R4R6VD1123456 VD2U0V3V4RLBB R3 R6R7题图6—2 4.题图6—2电路中，若V=15V,R=R=200Ω,R=R=0.5Ω,R=8Ω,V、V饱压降为2V,试求: DDcc4657L12-Vcc (,)V和V承受的最大电压U=? 24cem (,)V和V流过的最大集电极电流I=? 24cm (,)输出最大功率P=? om 5(电路如题图6—3所示，V=24V R=8Ω，V、V的饱和压降近似为0V。电容C足够大，试求: ccL12 (1)负载上的最大输出功率P; om (2)每个三极管的管耗P; vmAAVcc(3)每个管子集电极和发射极之间的最大电压U。 cemTitle R1SizeNumberRevision+20VBDate:13-May-2001Sheet of File:C:\My Documents\dlt2\116.DdbDrawn By:V1V1123456 CCCUi V2Ui+UoV2RL=8欧RL R2 T7-1 -20V-T7-2题图6—3 +15V R1Rc6(在题图6—3中，U为正弦量，若负载上得到最大输出功率为8W，两个三极管互补对称性很理想，i V3饱和压降U=1V,试求电源电压值应取多大, ces 7(若电路如题图6—4所示。 V2R2(1)高V、V的饱和压降，U=1V,求最大输出功率P; 34cesomRb1V1BB(2)为了提高带负载能力，减小非线性失真，请在图中通过R引入一个级间负反馈。 fUiUo(3)若要求引入负反馈后的电压放大倍数， 。 则R应为多大? fVD1||,100Ui R?UoRb2=1kVD21KReV4 R3 T7-3 AA Title SizeNumberRevision B Date:22-Apr-2001Sheet of File:C:\My Documents\tu1\112.DdbDrawn By: 123456 123456 DD Vcc R1+20V V1V1 C UiUi+V2UoRL=8欧V2RLCCR2 -20V-T7-1 T7-2 +15V R1Rc V3 V2R2Rb1V1Ui 123456VD1BBUoR?Rb2=1kVD21K ReV4DD R3 题图6—4 T7-3 8(如题图6—5所示,是一种OCL功率放大电路,试回答下列问题: (1)V和V、V各三极管的作用和工作状态, 123 (2)静态时，R上的电流有多大, 2CC(3)VD、VD的作用，若有一个二极管接反，会出现什么问题, 12AA(4)当R=8Ω，V=12V时，U忽略不计，P值多大, ,cccesomTitle(5)静态时，管耗多大，动态时,当管耗最大时，U值多大 0+VccSizeNumberRevision BR1 Date:22-Apr-2001Sheet of +10vFile:C:\My Documents\tu1\112.DdbDrawn By:T2123456R3D1 BBV2VD1欧2kD2u1-R3R1AV2+2K欧Rl=8欧VD2R2U1V1V1R4 R2 -Vcc-10vAA图7-5题图6—5 图7-4Title SizeNumberRevision9(如题图6—6所示，为一个扩大机的简化电路，试计算下列参数: BDate:22-Apr-2001Sheet of File:C:\My Documents\tu3\杜4.DdbDrawn By:(1)该电路的电压放大倍数; 123456(2)当V、V的饱和管压降为1V时，试估算最大输出功率P=? 12om (3)要求V、V最小的额定功率为多少, 12 题图6—6 10.某功率放大器的简化电路如题图6—7所示，已知V=6V,R=4Ω。 ccL 123456 DD (1)说明电阻R、R和晶体三极管V的作用; 233 (2)若R=330Ω,R=560Ω,U=0.7V,试计算晶体三极管V和V基极之间的静态偏压U; 23be45BB(3)若忽略V、V饱和压降，试估算负载上所得到的最大输出功率P; 45om(4)试确定功率管的极限参数P、I、U。 cmcm(BR)CEO VccRb1R1 C1V4V1 +R2CCC2V3+R3 Rb2 V5UiRLV2U0 Rc1 -- 题图6—7 BB11.一个乙类推挽功率放大器，如果V=24V,I=0.5A 。试求 cccm (1)当极限运用时，输出功率、直流电源功率、效率和集电极功耗各为多少, (2)在什么情况下集电极功耗最大,这进的输出功率、电源功率、集电极功耗及效率各为多少(忽略输出变压器的损耗), 12. 某收音机电路，末级采用乙类推挽如题图6—8所示，扬声器阻抗R=8Ω,R=5Ω，输出变压器匝Le比n=4,变压器效率η=0.9，电源电压V=6V,V=0.2V。试求: rccCES (1)每个晶体管的等效负载电阻为多少,放大器对负载的最大输出功率为多少, (2)如果R改用3.5Ω的扬声器，试重新计算匝数比(保持晶体管等效负载电阻值不变)。 L AA Title SizeNumberRevision BDate:13-May-2001Sheet of File:C:\My Documents\dlt2\116.DdbDrawn By: 123456 题图6—8 14.已知互补对称电路如题图6—9所示，V、V、V均为硅管，负载功率P=12W,已知负载R分别123LL为2Ω，8Ω。 (1)流过负载R电流峰值I; LLm (2)电源供给的平均功率P; E (3)每个管子的管耗P; V (4)放大器效率η(忽略I); C1 (5)每管最大管耗P。 vm 123456 DD CC 18V V2 C2 VD1VD2 BBRL=8 C1V3 V1 C3 题图6—9 15(已知电路如图P1所示，T和T管的饱和管压降?U?,3V，V,15V， 12CESCCR,8Ω，。选择正确填入空内 L AA Title SizeNumberRevisionBDate:14-May-2001Sheet of File:C:\My Documents\dlt2\116.DdbDrawn By:123456 图P1 (1)电路中D和D管的作用是消除 。 12 A(饱和失真 B(截止失真 C(交越失真 (2)静态时，晶体管发射极电位U 。 EQ A(,0V B(,0V C(,0V (3)最大输出功率P 。 OM A(?28W B(,18W C(,9W (4)当输入为正弦波时，若R虚焊，即开路，则输出电压 。 1 A(为正弦波 B(仅有正半波 C(仅有负半波 (5)若D虚焊，则T管 。 11 A(可能因功耗过大烧坏 B(始终饱和 C(始终截止 16. 在图P2所示电路中，已知V,16V，R,4Ω，T和T管的饱和管压降CCL12?U?,2V，输入电压足够大。试问: CES (1)最大输出功率P和效率η各为多少, om (2)晶体管的最大功耗P为多少, Tmax (3)为了使输出功率达到P，输入电压的有效值约为多少, om 17. 在图P3所示电路中，已知二极管的导通电压U,0.7V，晶体管导通时的?D U?,0.7V，T和T管发射极静态电位U,0V。 BE24EQ 图P3 试问: (1)T、T和T管基极的静态电位各为多少, 135 (2)设R,10kΩ，R,100Ω。若T和T管基极的静态电流可忽略不计，2313 则T管集电极静态电流为多少,静态时u,, 5I (3)若静态时i,i，则应调节哪个参数可使i,i,如何调节, B1B3B1B2 (4)电路中二极管的个数可以是1、2、3、4吗,你认为哪个最合适,为什么, 18.在图P3所示电路中，已知T和T管的饱和管压降?U?,2V，静态时24CES电源电流可忽略不计。试问负载上可能获得的最大输出功率P和效率η各为多少, om 19. 为了稳定输出电压，减小非线性失真，请通过电阻R在图P34所示电路中f引入合适的负反馈;并估算在电压放大倍数数值约为10的情况下，R的取值。 F 20.估算图所示电路T和T管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功24 耗。 21. 在图7所示电路中，已知V,15V，T和T管的饱和管压降?U?,2V，输CC12CES入电压足够大。求解: (1)最大不失真输出电压的有效值; (2)负载电阻R上电流的最大值; L (3)最大输出功率P和效率η。 om 图P7 22. 在图P7所示电路中，R和R可起短路保护作用。试问:当输出因故障而短路时，45 晶体管的最大集电极电流和功耗各为多少, 23. 在图P9.所示电路中，已知V,15V，T和T管的饱和管压降?U?,1V，CC12CES集成运放的最大输出电压幅值为?13V，二极管的导通电压为0.7V。 图P9 (1)若输入电压幅值足够大，则电路的最大输出功率为多少, (2)为了提高输入电阻，稳定输出电压，且减小非线性失真，应引入哪种组态的交流负反馈,画出图来。 (3)若U,0.1V时，U,5V，则反馈网络中电阻的取值约为多少, io 24. OTL电路如图P10所示。 图9.11 (1)为了使得最大不失真输出电压幅值最大，静态时T和T管的发射极电位24应为多少,若不合适，则一般应调节哪个元件参数, (2)若T和T管的饱和管压降?U?,3V，输入电压足够大，则电路的最24CES 大输出功率P和效率η各为多少, om (3)T和T管的I、U和P应如何选择, ()24CMBRCEOCM 1.可以说任何放大电路都有功率放大作用;( ) 答案:? 2.OCL和OTL功率放大电路均可在乙类和甲乙类状态下工作。其中 类工作状态效率较高，但有 失真产生;而克服该失真采用 类工作状态，电路中每个三极管的导电角略大于 。 3.乙类OCL(双电源互补对称功放电路)中，已知?VCC=?24V，负载电阻R =8Ω,忽略晶L体管饱和压降，求: (1)电路的最大输出功率P; om (2)最大输出功率时直流电源供给的总功率P; Vm (3)最大输出功率时总管耗P和效率η Tmm 4.在甲类、乙类和甲乙类放大电路中，放大管的导通角分别等于多少,它们中哪一类放大电路效率最高, 解 在输入正弦信号情况下，通过三极管的电流i不出现截止状态(即导通角θ,2c π)的称为甲类;在正弦信号一个周期中，三极管只有半个周期导通(θ,π)的称为乙类;导通时间大于半周而小于全周(π,θ,2π)的称为甲乙类。其中工作于乙类的放大电路效率最高，在双电源的互补对称电路中，理想情况下最高效率可达 78(5,。 5.一双电源互补对称电路如图题5(2(2所示，设已知Vcc,12 V，R,16Ω，v为正弦LI波。求:(1)在BJT的饱和压降V可以忽略不计的条件下，负载上可能得到的最大输出CES 功率P;(2)每个管子允许的管耗 P至少应为多少,(3)每个管子的耐压 |V|应omCM(BR)CEO大于多少, 解 (1)输出功率 22V(12V)CC P,,,4.5Wom2R2，16,L (2)每管允许的管耗 P,0.2P,0.2，0.45W,0.9W CMOM (3) 每管子的耐压 |V|,2V,2，12V,24V (BR)CEOCC 6.设电路如图题5.2.2所示，管子在输人信号v作用下，在一周期内T和T轮流导电约 I12o180，电源电压 Vcc,20 V，负载R,8Ω，试计算: L (1)在输人信号Vi,10 V(有效值)时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率; (2)当输人信号v的幅值为 V,Vcc,20 V时，电路的输出功率、管耗、直流电源iim 供给的功率和效率。 解(l)Vi,10 V时 V,2V,2，10V,14V,A,1imiV V,AV,14V omVim 2221V1V114cemom输出功率 P,,,,,，W,12.25W02R2R28LL 22VV1V120，1414omCCom每管的管耗 P,P,(,),(,)W,5.02WTT12,R483.144L P,2P,10.04W两管的管耗 TT1 P,P，P,12.25，10.04,22.29W电源供给的功率 V0T P12.250效率 ,,，100%,，100%,54.96% P22.29V V,V,20V时，V,AV,V,20V(2) imCComVimCC 221V120CC P,,,，W,25W02R28L22V2VCCCC P,2P,(,),6.85W1TT,R4L P,P，P,25，6.85,31.85W V0T P250,,，100%,，100%,78.5% P31.85V 7.一单电源互补对称功放电路如图题5(3(1所示，设v为正弦波，R,8Ω，管子的饱iL和压降V可忽略不计。试求最大不失真输出功率Pom(不考虑交越失真)为9W时，电CES 源电压Vcc至少应为多大, 解 由 22(V)(V2)CCCC P,,om2R8RLL则有 V,8RP,8，8,，9W,24VCCLom 8.一单电源互补对称电路如图题5(3(3所示，设T 、T的特性完全对称，v为正弦波，12iVcc,12 V，R,8Ω。试回答下列问题:(1)静态时，电容C两端电压应是多少,调整L2哪个电阻能满足这一要求,(2)动态时，若输出电压v出现交越失真，应调整哪个电阻,o 如何调整,(3)若R,R,1.1KΩ，T和T的β,40，|V|=0(7 V，P,400 mw，假设 1212BECMD、D、R中任意一个开路，将会产生什么后果, 122 解(1)静态时，C两端电压应为Vc,Vcc/2 =6V，调整R或R可满足这一要求。 2212 (2)若v出现交越失真，可增大R。 o2 (3)若D、D或R中有一个开路，则由于T、T的静态功耗为 12212 V,2|V|VCCBECCP,P,,IV,,,,TTBCE12R，R213 12V,2，0.7V12V,40，，,1156mW2.2k,2 P,P,,P即，所以会烧坏功放管。 T1T1CM 9.选择合适的答案填入空内。 (1)功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，输出基本不失真情 况下，负载上可能获得的最大_______。 A. 交流功率 B. 直流功率 C. 平均功率 (2)功率放大电路的转换效率是指_______。 A. 输出功率与晶体管所消耗的功率之比 B. 最大输出功率与电源提供的平均功率之比 C. 晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比 (3)在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有_______。 A. β B. ICM C. ICBO D. U(BR)CEO E. PCM F. fT (4)在OCL乙类功放电路中，若最大输出功率为1 W，则电路中功放管的集电极最大功耗约为_______。 A. 1 W B. 0.5 W C. 0.2 W 【解题过程】 根据定义，(1)的答案为A，(2)的答案为B。 根据选择功放管所关注它的参数，(3)的答案为B、D、E。 根据OCL电路功放管的功耗，(4)的答案为C。 10.图示为三种功率放大电路。已知图中所有晶体管的电流放大系数、饱和管压降的数值等参数完全相同，导通时b-e间电压可忽略不计;电源电压VCC和负载电阻RL均相等。填空: (1)分别将各电路的名称(OCL、OTL或BTL)填入空内，图(a)所示为_______电路，图(b)所示为_______电路，图(c)所示为_______电路。 (2)静态时，晶体管发射极电位uE为零的电路为有_______。 (3)在输入正弦波信号的正半周，图(a)中导通的晶体管是_______，图(b)中导通的晶体管是_______，图(c)中导通的晶体管是_______。 (4)负载电阻RL获得的最大输出功率最大的电路为_______。 (5)效率最低的电路为_______。 【解题过程】 (1)答案为OTL、OCL、BTL。 (2)由于图(a)和(c)所示电路是单电源供电，为使电路的最大不失真输出电压最大，静态应设置晶体管发射极电位为VCC/2。因此，只有图(b)所示的OCL电路在静态时晶体管发射极电位为零。因此答案为OCL。 (3)根据电路的工作原理，图(a)和(b)所示电路中的两只管子在输入为正弦波信号时应交替导通，图(c)所示电路中的四只管子在输入为正弦波信号时应两对管子(T1和T4、T2和T3)交替导通。 因此答案为T1，T1，T1和T4。 (4)在三个电路中，哪个电路的最大不失真输出电压最大，哪个电路的负载电阻 RL获得的最大输出功率就最大。三个电路最大不失真输出电压的峰值分别为 ，， (5)根据(3)、(4)中的分析可知，三个电路中只有BTL电路在正弦波信号的正、 负半周均有两只功放管的消耗能量，损耗最大，故转换效率最低。因而答案为(c)。 11.单电源互补功率放大电路如图所示。设功率管、的特性完全对称, 管子的饱和压降，发射结正向压降，，，，并且电容 器和的容量足够大。 (1)静态时，A点的电位、电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量分别为多大, (2)动态时，若输出电压仍有交越失真，应该增大还是减小? (3)试确定电路的最大输出功率、能量转换效率，及此时需要的输入激励电流的值; (4)如果二极管D开路，将会出现什么后果? 【解题过程】 (1) 静态时，调整电阻、和，保证功率管和处于微导通状态，使A点电位等于电源电压的一半，即。此时耦合电容C被充电，电容C两端的电压;输入信号中的直流分量的大小，应保证输入信号接通后不影响放大电路的直流工作点，即。 (2) 电路中设置电位器和二极管D的目的是为功率管提供合适的静态偏置，从而减小互补推挽电路的交越失真。若接通交流信号后输出电压仍有交越失真，说明偏置电压不够大，适当增大电位器的值之后，交越失真将会减小。 (3) 功率管饱和时，输出电压的幅值达到最大值，则电路的最大输出功率 此功放电路的能量转换效率最大 当输出电压的幅值达最大值时，功率管基极电流的瞬时值应为 (4)当D开路时，原电路中由电位器和二极管D给功率管和提供微导通的 作用消失。、、和的发射结及将构成直流通路，有可能使和管完 全导 通。若和的值较小时，将会出现，从而使功放管烧坏。 12.在图(a)所示电路中，已知二极管的导通电压UD?0.7 V;晶体管导通时|UBE|均约为0.7 V，T1和T3的饱和管压降|UCES|=1 V。试问: 图(a) (1)T1、T3和T5管基极的静态电位各为多少, (2)设R3,10kΩ，R4,100Ω，且T1和T3管基极的静态电流可忽略不计，则T5管集电极静态电流约为多少, (3)若静态时iB1,iB3，则应调节哪个参数可使iB1,iB3，如何调节, (4)电路中二极管的个数可以是1、2、3、4吗,你认为哪个最合适,为什么, (5)若R3断路，则输出电压约为多少, 【解题过程】 (1)因为静态时输出电压uO为0 V，所以T1、T3和T5管基极的静态电位分别为 UB1,UBE2，UBE1 ?1.4 V UB3,0,UBE3 ?,0.7 V UB5,,VCC，UBE5 ?,14.3 V (2)静态时，T1和T3的基极电流可忽略不计，因而T5管集电极电流与R3、R4的电流近似相等，即 ICQ5 ? IR3 = UR3 / R3 =(VCC , UB1)/R3 ?[(15,1.4)/10] mA=1.36 mA 因为R4上的电压约为T1管b-e间的导通电压UBE，所以若利用ICQ5 ? IR4 ? UBE/R4 求解ICQ5，则UBE的实际值与0.7 V的差别必定使估算出的ICQ5产生很大的误差，故不能采用这种。 (3)若静态时iB1,iB3，则应通过调整R4的阻值来微调T1和T3的基极电压。由于在调整R4时T5管的基极电流不变，集电极电流也就不变，即R4中电流基本不变。因此，应增大R4以降低T5管集电极电位，即降低T3基极电位，使iB3增大，达到iB1与iB3相等的目的。 应当指出，在图(a)所示电路中，只有在产生较大误差，如静态时输出电压为几伏，才调整R3的阻值。 (4)采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适，也可只用三只二极管。这样一方面可使输出级晶体管工作在临界导通状态，消除交越失真;另一方面在交流通路中，D1和D2管之间的动态电阻又比较小，可忽略不计，从而减小交流信号的损失。 (5)若R3断路，则R4和T1、T2两个支路都为断路，电路如图(b)所示。由图可知，T5、T3和T4组成复合管作为放大管，构成共射放大电路;而且，静态时各管子的电流如图中所标注，由于T5的基极回路没有变化，因而其集电极电流不变。 图(b) 应当指出，在OCL电路中，功放管在静态时基本不损耗功率，其选取依据是 PCM,0.2× V 2CC/(2RL) 因而当电路产生故障时应首先分析功放管静态时的功耗，判断其是否会因功耗过大而损坏。 本题可能出现以下几种情况: ? 若T5、T3和T4均工作在放大状态，则负载电阻的静态电流 IL = IE3 + IC4 =(1+β3)IC5 + β3 β4 IC5 数值很大。此时，若T3和T4的管压降也比较大，则它们静态的集电极功耗将很大， 以至于使之因过热而损坏。若它们损坏后短路，则uO,,15 V;若它们损坏后断路，则uO,0 V。 ? 如果电源电压几乎全部降在负载上，使T3饱和，则输出电压 uO=,VCC+(|UCES3|+UBE4)? [,15+(1+0.7)] V =,13.3 V 13. 电路如图所示。已知电源电压Vcc=15V，RL,8Ω， UCES?0，输入信号是正弦波。试问: (1) 负载可能得到的最大输出功率和能量转换效率最大值分别是多少, (2) 当输入信号ui,10sinωt V 时，求此时负载得到的功率和能量转换效率。 【解题过程】 (1) 图示电路为乙类互补推挽功率放大电路，最大的输出电压幅值，所以 W (2)对每半个周期来说，电路可等效为共集电极电路，所以 Au?1 uo,ui,10sinωt V 即 Uom,10V 故 W 14.由集成运放作为前置级的功率放大电路的部分设计结果如图(a)所示。已知=100，=，=12V，功率管的饱和压降，耦合电容和的电容足够大。请按下述要求完成电路设计。 (1) 以稳定输出电压为目的，给电路引入合理的反馈; (2)当输入电压时，输出电压，选择反馈元件的参数; (3)确定电阻的阻值; (4)试估算输入信号的幅值范围。 图 (a) 【解题过程】 ,1,为了稳定电路输出电压，必须引入电压负反馈。利用瞬时极性法判断可知，反馈信号接到运放的反相输入端，或者接到电阻和电容之间都能构成负反馈。如果反馈信号接到和之间，静态时,,，运放会因反相输入端开路而不能正常工作。所以，反馈信号必须接到运放反相输入端，通过反馈网络给运放提供直流通路。完整的电路图如图(b)所示。 图 (b) ,2,由图(b)可知，本电路引入了电压串联负反馈，由于集成运放的增益很高，电路很容易满足深度负反馈条件。因而，本电路闭环增益的表达式为 =1+ 题目要求=100mV时，=1V ，也就是要求=10，即=9=9×2=18 ,3,电阻的选择应从静态和动态两个方面来考虑。静态情况下，=0时，运放两个输入端外接电阻应相等,减小输入偏置电流引起输出零点位移,，即==18;动态情况下，电路的输入电阻=18。若以提高输入电阻为目的，应增大。但是，当太大时，输入失调电流的影响将会增大。所以，电阻的阻值大小，应根据实际应用折中考虑。 ,4,在电压放大倍数已知的条件下，估算输入信号的范围，实际上就是估算电路最大不失真的输出电压。本电路最大不失真输出电压幅值等于 =2()= 所以 ===2V 也就是说，只要输出信号的幅值小于1V，输出电压就不会产生饱和失真。 15.在图示的电路中，已知运放性能理想，其最大的输出电流、电压幅值分别为15mA和15V。设晶体管和的性能完全相同，=60， 。试问: (1)该电路采用什么方法来减小交越失真?请简述理由。 (2)如负载分别为20、10时，其最大不失真输出功率分别为多大? 【解题过程】 (1)当输入信号小到还不足以使晶体管和导通时，电路中还没有形成负反馈。此时由电路图可列出以下关系式 与 和死区电压的关系为 当时，和未导通; 当时， 和导通。 由于运放的很大，即使非常小时， 或也会导通，与未加运放的乙类推挽功放电路相比，输入电压的不灵敏区减小了，从而减小了电路的交越失真。 (2)由图可知，功放电路最大的输出电流幅值为 最大的输出电压幅值为 当时，因为，那么，受输出电压的限制，电路的最大输出功率为 当时，因为，受输出电流的限制，电路的最大输出功率为