1例：擴音系統執行機構功率放大器的作用：

用作放大電路的輸出級，以驅動執行機構。如使揚聲器發聲、繼電器動作、儀表指針偏轉等。功率放大電壓放大信號提取第9章功率放大器2第9章功率放大器9.1功率放大器概述-技術參數、分類9.2互補對稱功率放大電路（重點）-乙類雙電源互補功放電路的結構、工作原理、計算9.3甲乙類互補對稱功放電路9.4集成功率放大器*（選學）9.5功率器件-散熱問題，功率器件的選擇3§9.1概述

一、功率放大器與電壓放大器的區別電壓放大電路的主要要求是使負載得到不失真的電壓信號，主要技術指標是電壓放大倍數、輸入和輸出阻抗。功率放大電路主要要求獲得一定的不失真（或失真較小）的輸出功率，通常是在大信號狀態下工作，因此，功率放大電路包含著一系列在電壓放大電路中沒有出現過的特殊問題。性能指標主要有：最大輸出功率、效率等。41、要求輸出功率盡可能大2、效率要高3、非線性失真要小4、散熱、過載保護能力要強對功率放大器的要求：效率就是負載得到的有用信號功率與電源供給的直流功率的比值。5二、功率放大器的分類在輸入正弦信號的一個周期內，都有電流流過三極管，這種工作方式通常稱為甲類放大。在輸入正弦信號的一個周期內，有半個周期以上，三極管的iC>0，稱為甲乙類放大。在輸入正弦信號的一個周期內，有半個周期，三極管的iC>0，稱為乙類放大。6幾類功放的特點：甲類：θ=2π，靜態電流大于零，管耗大，效率低。理想情況下，η也只能達到50%。故僅適用于小信號放大和驅動電路乙類：

θ=π，靜態電流等于零，效率高；理想情況下，η可達78.5%；但由于波形的一半被削去，失真嚴重，因此需要兩只功率管輪流工作。甲乙類：π<θ<2π

，靜態電流很小，可提高效率（相對甲類），且能避免乙類功放的交越失真現象。7工作在乙類的放大電路，雖然管耗小，有利于提高效率，但存在嚴重的失真，使得輸入信號的半個波形被消掉了。矛盾如果使用兩個管子交替工作，將輸出波形合在一起，既可以提高效率，又可得到完整的輸出波形。互補電路解決了乙類放大電路中效率與失真的矛盾§9.2互補對稱功放大電路8OTL:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLess互補對稱功放的類型：

互補對稱功放的類型無輸出變壓器形式（OTL電路）無輸出電容形式（OCL電路）9互補對稱：電路中采用兩個晶體管：NPN、

PNP各一支；兩管特性一致。對稱電源：+VCC，-VCC

組成互補對稱式射極輸出器ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLNPN型PNP型一、乙類雙電源互補對稱功放的電路101、工作原理（設ui為正弦波）ic1ic2

靜態時：ui=0VT1、T2均不工作

uo=0V動態時：ui

0VT1截止，T2導通ui>0VT1導通，T2截止iL=ic1

;ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLiL=ic2注意：T1、T2兩個晶體管都只在半個周期內工作的方式。11若忽略VCES,則

2.功率和效率的估算1）輸出功率Po

ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLVomax12

2）直流電流提供的功率PV

3）效率

tic12134）管耗PT

即當Vom=0.63VCC

時,三極管消耗的功率最大,其值為

每個管子的最大功耗為

當14由前面知識點的分析可知，若想得到最大輸出功率，又要使功率BJT安全工作，BJT的參數必須滿足下列條件：（1）每只BJT的最大管耗PT1max≈0.2Pomax

必須小于BJT的最大允許管耗PCM；（2）通過BJT的最大集電極電流為iC1max=Vommax/RL≈

VCC/RL，所選BJT的ICM一般不應低于此值。（3）考慮到當T2導通且輸出電壓達到負向最大值時，-vCE2=VCES≈0，此時vCE1具有最大值，且等于2VCC，因此，應選用反向擊穿電壓|V(BR)CEO|>2VCC的管子。15vi-VCCT1T2vo+VCCRLiLvivovov’o′交越失真死區電壓二、交越失真16vi-VCCT1T2vo+VCCRLiL(1)靜態電流

ICQ、IBQ等于零；(2)每管導通時間等于半個周期；(3)存在交越失真。乙類互補對稱功放的特點：17一、甲乙類雙電源互補對稱電路

乙類互補對稱功放存在交越失真。所以通常采用甲乙類雙電源互補對稱功放§9.3甲乙類互補對稱電路

為了消除交越失真，對兩只互補BJT設置較低的靜態工作點，使它們工作在微導通狀態。

在工程估算時，可以忽略微導通情況下的靜態電流，完全按乙類低頻功放分析、推導其計算公式。181.克服交越失真的措施：R1D1D2R2

靜態時:

T1、T2兩管發射結電位分別為二極管D1、D2的正向導通壓降，致使兩管均處于微弱導通狀態；動態時：設ui加入正弦信號。正半周T2截止，T1基極電位進一步提高，進入良好的導通狀態；負半周T1截止，T2

基極電位進一步降低，進入良好的導通狀態。+VＣC-ＶＣCＶｏviiLRLT1T2電路中增加R1、D1、D2、R2支路19vB1tVTtiBIBQ波形關系：ICQiCvBEiBib特點：存在較小的靜態電流ICQ、IBQ。每管導通時間大于半個周期，基本不失真。iCQuceUＣC/REＶＣCIBQ20+VＣC-ＶＣCＶｏviiLRLT1T2BER1R2IBR1D1D2R2+VＣC-ＶＣCＶｏviiLRLT1T2為更好地和T1、T2兩發射結電位配合，克服交越失真電路中的D1、D2兩二極管可以用UBE電壓倍增電路替代。2、VBE擴展電路21B1B2+-BER1R2VIBI

合理選擇R1、R2大小，B1、B2間便可得到VBE任意倍數的電壓。

圖中B1、B2分別接T1、T2的基極。假設I>>IB，則22增加復合管的目的：擴大電流的驅動能力。cbeT1T2ibicbecibic1

2晶體管的類型由復合管中的第一支管子決定。cbeT1T2ibicbecibic復合NPN型復合PNP型二、復合管互補對稱功率放大器NPN一般是硅管,PNP一般是鍺管,而硅管的功率一般較大.23改進后的OCL準互補輸出功放電路：

T1：電壓推動級

T2、R1、R2：

VBE擴展電路

T3、T4、T5、T6：復合管構成的輸出級準互補

輸出級中的T4、T6均為NPN型晶體管，兩者特性容易對稱。+VCC-VCCR1R2RLuiT1T2T3T4T5T624D1D2vi+VCCRLT1T2T3CRARe1Re2調節R,使靜態UA=0.5UCCD1

、D2使b1和b2之間的電位差等于2個二極管正向壓降，克服交越失真Re1

、Re2：射極負反饋電阻，也起限流保護作用b1b2三、甲乙類單電源互補對稱電路

+vi負半周時，T1導通，C充電；vi正半周時，C放電使T2工作，充當電源作用只要選擇時間常數RLC足夠大（比信號的最長周期還大得多），就可以認為用電容C和一個電源VCC可代替原來的+VCC和-VCC兩個電源的作用。25靜態時，通常A點電位VA=VC=VCC/2。為了穩定靜態工作點，常將A點通過電阻分壓器與T3的輸入端相連，引入負反饋。例如，若由于溫度變化使VA變VA↓→VB3↓→IC3↓→D1D2vi+VCCRLT1T2T3CRARCIRC↓VB1↑VA↑電路改進26D1D2vi+VCCRLT1T2T3CRARC，因而iB1增加，由于Rc上的壓降和vBE1的存在，當A點電位向+VCC接近時，T1的基流將受限制而不能增加很多，因而也就限制了T1輸向負載的電流，使RL兩端得不到足夠的電壓變化量，致使Vom明顯小于VCC/2。四、自舉電路＋－＋實際上，圖輸出電壓幅值達不到Vomax=VCC/2因為當vi為負半周時，T1導電27當vI=0時，vD=VD=VCC-Ic3R3

，而vA=VA=VCC/2，因此電容C3兩端電壓被充電到VC3=VCC/2-Ic3R3。D1D2vi+VCCRLT1T2T3CRARCC3DR3當時間常數R3C3足夠大時，vC3（電容C3兩端電壓）將基本為常數（vC3≈VC3），不隨vi而改變。28D1D2vi+VCCRLT1T2T3CRARCC3DR3隨著A點電位升高，D點電位vD也自動升高。因而，即使輸出電壓幅度升得很高，也有足夠的電流iB1，使T1充分導電。這種工作方式稱為自舉，當vi為負時，T1導電，vA將由VCC/2向更正方向變化vD=vC3+vA=VC3+vAVomax=VCC/2iB129

圖TDA2030(集成低頻功率放大器）引腳排列及功能§9.4集成功率放大器件30這里介紹一個實用的OCL準互補功放電路。其中主要環節有：(1)恒流源式差動放大輸入級（T1、T2、T3）；(2)偏置電路（R1、D1、D2）；(3)恒流源負載（T5）；(4)OCL準互補功放輸出級（T7、T8、T9、T10）；(5)負反饋電路（Rf、C1、Rb2構成交流電壓串聯負反饋）；(6)共射放大級（T4）；(7)校正環節（C5、R4）；(8)UBE倍增電路（T6、R2、R3）；(9)調整輸出級工作點元件（Re7、Rc8、Re9、Re10）。31+24VuiRLT7T8RC8-24VR2R3T6Rc1T1T2Rb1Rb2C1RfR1D1D2T3Re3T4Re4C2T5Re5C3C4T9T10Re10Re7Re9C5R4BX差動放大級反饋級偏置電路共射放大級UBE倍增電路恒流源負載準互補功放級保險管負載實用的OCL準互補功放電路：RC低通32特點：工作可靠、使用方便。只需在器件外部適當連線，即可向負載提供一定的功率。集成功放LM384：生產廠家：美國半導體器件公司電路形式：OTL輸出功率：8負載上可得到5W功率電源電壓：最大為28V33集成功放LM384管腳說明:)123456789101112131414--

電源端（Vcc）3、4、5、7--

接地端（GND）10、11、12--

接地端（GND）2、6--

輸入端（一般2腳接地）

8--

輸出端（經500電容接負載）1--

接旁路電容（5）9、13--

空腳（NC）34集成功放LM384外部電路典型接法：調節音量電源濾波電容外接旁路電容低通濾波,去除高頻噪聲輸入信號輸出耦合大電容500-+0.12.78146215Vccui835

功率放大器應用中的幾個問題

為了保護功放電路尤其是其中功放管的安全，在實際應用時，要充分注意以下方面的問題。

1.功放管散熱問題