模块十五功率放大器.pptVIP

电工电子技术基础 人民邮电出版社 知识模块十五 功率放大器 主要内容 ①功放电路的特点与基本要求 ②基本的功率放大电路的工作原理 ③功放电路的分类及主要性能指标 重点 ①基本的功率放大电路的工作原理 一、概述 1.功率放大器与电压放大器的比较 2．放大器的工作状态分类 根据放大器中三极管在输入 正弦信号的一个周期内的导 通情况，可将放大器分为下 列三种工作状态，如表所示： 二、乙类双电源互补对称功率放大电路 1．乙类互补对称电路 乙类互补对称电路如表所示 2．乙类互补对称功放的图解分析 功率放大电路的分析任务是求解最大输出功率、效率及三极管的工作参数等。 分析的关键是Vo的变化范围。 在分析方法上，通常采用图解法，这是因为三极管处于大信号下工作. 图15-1（a）表示在Vi为正半周时T1的工作情况。 图中假定，只要VBE1= Vi 0，T1就开始导电，则在一周期内T1导电时间约为半周期。随着 Vi的增大，工作点沿着负载线上移，则io = iC1增大，Vo 也增大，当工作点上移到图中A点 时，VCE1 =VCES ，已到输出特性的饱和区，此时输出电压达到最大不失真幅值 Vomax 。 根据上述图解分析，可得输出电压的幅值为 Vom = IomRL = VCC - VCE1 其最大值为 Vomax= VCC - VCES T2管的工作情况和T1相似，只是在信号的负半周导电。 两管的工作情况： 为了便于分析两管的工作情况，将T2的特性曲线倒置在T1的 右下方，并令二者在Q点，即VCE = VCC处重合，形成T1和 T2的所谓合成曲线，如图15-1(b)所示。这时负载线通过VCC 点形成一条斜线，其斜率为 -1/RL。 显然，允许的io的最大变化范围为2Iom，vo的变化范围为 2Vom=2IomRL=2（VCC-VCES）。 若忽略管子的饱和压降VCES ，则Vomax ≈ 2VCC 。 根据以上分析，不难求出工作在乙类的互补对称电路的输出功率、管耗 和效率。乙类互补对称电路的输出功率、管耗和效率如表所示。 三、甲乙类互补对称功率放大电路 1．甲乙类双电源互补对称功率放大电路 （1）乙类互补对称功率放大电路的交越失真 理想情况下，乙类互补对称电路的输出没有失真。实际的乙类互补对称电路（图 15-2），由于没有直流偏置，只有当输入信号Vi大于管子的门坎电压（NPN硅管 约为0.6V，PNP锗管约为0.2V）时，管子才能导通。当输入信号Vi低于这个数值 时，T1和T2都截止，ic1和ic2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区， 如图15-2所示。这种现象称为交越失真。 （2）甲乙类双电源互补对称电路 甲乙类双电源互补对称电路如表所示。 2．甲乙类单电源互补对称功率放大电路 甲乙类单电源互补对称功率放大电路如表所示。 四、集成功率放大器及其应用 集成功放的种类很多，本节只介绍LM386集成功率放大器及其应用LM386是一种低 电压通用型集成功率放大器，其内部电路如图15-3(a)所示，管脚排列如图15-3(b) 所示，采用8脚双列直插式塑料封装。图15-3(c)所示为它的典型应用电路。LM386 集成功放典型应用参数为：直流电源电压范围4～12V；额定输出功率为660mW； 带宽300kHz；输入阻抗50kΩ。 由图15-3(a)可见，LM386内部电路由输入级、中间级和输出级等组成。 ? 输入级由V2、V4组成双端输入单端输出差分放大电路，V3、V5是其恒流源负载，V1、V6是为了提高输入电阻而设置的输入端射极跟随器，R1、R7为偏置电阻，该级的输出取自V4、V5的集电极。R5是差分放大电路的发射极负反馈电阻，管脚1、8开路时，负反馈最强，整个电路的电压放大倍数为20倍，若在1、8间外接旁路电容，以短路R5两端的交流压降，可使电压放大倍数提高到200。在实际使用中往往在1、8之间外接阻容串联电路，如图15-3(c)所示RP和C2，调节RP即可使集成功放电压放大倍数在20～200之间变化。管脚7与地之间外接电解电容，如图15-3(c)所示C5，C5可与R2组成直流电源去耦电路。 ? 中间级是本集成功放的主要增益级，它由V7和其集电极恒流源(I0)负载构成共发射极放大电路，作为驱动级。 ? 输出级由V8、V10复合等效为．PNP管与NPN管V9组成准互补对称功放电路，二极管V11、V12为V8、V9提供静态偏置，以消除交越失真，R6是级间电压串联负反馈电阻。 图15-3(c)中，5脚外接电容C3为功放输出电容，以便构成OTL电路，R1、C4是频率补偿电路，用以抵消扬声器音圈电感在高频时产生的不良影响，改善功率放大电路的高频特性和防止高频自激。输入信号 由