第4章功率放大電路4.2互補對稱功率放大電路4.3改進(jìn)型OCL電路

教學(xué)內(nèi)容：*4.4集成功放及其應(yīng)用4.1概述

教學(xué)重點：第4章功率放大電路2.OCL電路的結(jié)構(gòu)原理3.OCL電路的效率計算1.功放電路的基本要求4.功放管的選擇對功放電路性能的基本要求在多級放大電路的末級或末前級是功率放大級，1)輸出功率盡可能大2)效率要高3)非線性失真要小

POPE

100%=交流輸出功率直流電源功率

100%=4.1概述4）晶體管的散熱與保護(hù)問題采用互補對稱式功率放大電路，常用形式有兩種：

無輸出電容OCL和有輸出電容OTL4.1概述圖解法2.組成形式3.分析方法4.放大電路常用的三種工作狀態(tài)tuCEiCiCIB=0Q003)乙類工作狀態(tài)2)甲乙類工作狀態(tài)1)甲類工作狀態(tài)tuCEiCiCQ00IB=0tuCEiCiCQ00IB=0

tiCO

IcM

2ICQ

tiCO

IcM

2ICQ

tiCO

IcM

ICQ2乙類工作狀態(tài)(

=

)失真大，靜態(tài)電流為零，管耗小，效率高。甲乙類工作狀態(tài)

(

<

<2

)失真大，靜態(tài)電流小，管耗小，效率較高。甲類工作狀態(tài)(

=2

)失真小，靜態(tài)電流大，管耗大，效率低。4.放大電路常用的三種工作狀態(tài)乙類工作狀態(tài)失真大，靜態(tài)電流為零，管耗小，效率高。Q

uCE

iCO

tiCO

QQ甲乙類工作狀態(tài)失真大，靜態(tài)電流小，管耗小，效率較高。甲類工作狀態(tài)失真小，靜態(tài)電流大，管耗大，效率低。4.放大電路常用的三種工作狀態(tài)4.2.1互補對稱功率放大電路的引出uCE

iCO

tiCO

QIcMUceMVCCIC4.2互補對稱功率放大電路甲類共射放大電路++RSC1RbC2ReRL+VCCui+-uo+-us+-4.2.1互補對稱功率放大電路的引出射極跟隨器作功率輸出級輸出電阻小，負(fù)載能力強但由于Re

的存在，它的靜態(tài)電流較大，電路效率仍然較低。為了提高效率，必須使電路的靜態(tài)損耗為0，即IB=0，IC=0，且采用兩個極性相反的射極跟隨器組成乙類互補功率放大電路甲類共集放大電路4.2.1互補對稱功率放大電路的引出乙類共集放大電路波形失真嚴(yán)重1.電路特點1）雙電源

Vcc供電；2）T1和T2特性一致；3）靜態(tài)時，VB=VE=0

電路處于乙類工作狀態(tài)4）T1和T2互補工作，

輸入、輸出雙向跟隨信號過零時出現(xiàn)交越失真

RLT1T2+VCC+ui

+uo

VCCiC1iC14.2.2OCL電路的組成與工作原理(OCL—OutputCapacitorless)

oiBiB1iB2uBE2ottot1t4t1t2t2t3t3t4uBE1uBE2uBE1交越失真死區(qū)2.電路存在的問題當(dāng)輸入電壓小于死區(qū)電壓時，三極管截止，引起

交越失真4.2.2OCL電路的組成與工作原理＋－UCES＋－UoMIcmVcc－UCES+UoMNPNPNP大信號－圖解法動態(tài)分析4.2.3OCL電路的輸出功率與效率-UoMVcc－UCES1.

最大不失真輸出功率+ui

+uoM

RLT1T2+VCC

VCCUCES+-輸出電壓峰值輸出電壓最大峰值4.2.3OCL電路的輸出功率與效率4.2.3OCL電路的輸出功率與效率2.電源功率PV半電路計算+ui

+uoM

RLT1T2+VCC

VCCUCES+-3.

效率理想情況（忽略UCES）下，乙類工作狀態(tài)的最大效率4.2.3OCL電路的輸出功率與效率+ui

+uoM

RLT1T2+VCC

VCCUCES+-令：則：時管耗最大4.

功放管的最大管耗即：0PUOMPVPoPT+ui

+uoM

RLT1T2+VCC

VCCUCES+-5.

選擇功放管的原則

三個極限參數(shù)的選擇

PCM>0.2PomU(BR)CEO>2VCCICM>VCC/RLRLT1T2+VCC+ui

+uo

VCC2VCC-UCESUCES4.2.3OCL電路的輸出功率與效率例1：已知：VCC=24V，RL=8，忽略UCES

求Pom

以及此時的PV、PT1，并選管。[解]PV=

2V2CC/

RL=45.9(W)+ui

+uo

RLT1T2+VCC

VCCUCE+-=4.9(W)U(BR)CEO>48VICM>24/8=3(A)選功率管：PCM=10

15WU(BR)CEO=60

100VICM=5A例2：已知：VCC=12V，RL=8，UCES=2V。

1）求Pom、η以及此時的PV、PT1，并選管2）計算η=0.6時的Po[解]PV=

2VCC(VCC-UCES)

/

RL=9.55(W)+ui

+uo

RLT1T2+VCC

VCCUCE+-U(BR)CEO>24VICM>12/8=1.5(A)選功率管：PCM=5WU(BR)CEO=30VICM=3A設(shè)置靜態(tài)偏置消除交越失真

偏置電路:二極管D1、D2電阻R1

、

R2和電位器RP+Vcc–VEEuoT1T2RLB1B2uiR1RPD1D2R22UBE4.3改進(jìn)型OCL電路4.3.1甲乙類互補對稱功率放大電路電路1：

tiC0ICQ1ICQ2當(dāng)ui

=0時，T1、T2微導(dǎo)通1）當(dāng)ui

<0(由小到大變化時)

T1

微導(dǎo)通

充分導(dǎo)通

微導(dǎo)通；

T2微導(dǎo)通截止微導(dǎo)通。2）當(dāng)ui

>0(由大到小變化時)

T2

微導(dǎo)通

充分導(dǎo)通

微導(dǎo)通；

T1微導(dǎo)通截止微導(dǎo)通。

4.3.1甲乙類互補對稱功放+Vcc–VEEuoT2RLB1B2ui2UBET14.3改進(jìn)型OCL電路4.3.1甲乙類互補對稱功率放大電路T5

給T1、T2提供靜態(tài)電壓RLRT3T4V1T2+VCC+ui

+uo

VEET5電路2：帶推動級的互補對稱功放克服交越失真的偏置電路T1T2T3R2R1UBE的倍增電路4.3改進(jìn)型OCL電路4.3改進(jìn)型OCL電路4.3.1甲乙類互補對稱功率放大電路電路3：T4RL+VCC+uo

T1T2T3

VEER*1R2R3R4推動級UBE倍增電路功率和效率計算方法：由于甲乙類互補對稱功率放大電路的靜態(tài)電流很小，其工作原理與分析方法與乙類功率放大電路近似相同。

對于甲乙類互補對稱功率放大電路的輸出功率與效率計算，仍然可以使用乙類功率放大電路的計算公式，這樣做計算過程簡單，誤差也不是很大。4.3改進(jìn)型OCL電路4.3.1甲乙類互補對稱功率放大電路4.3.2準(zhǔn)互補對稱放大電路1.復(fù)合管(達(dá)林頓管)目的：實現(xiàn)管子參數(shù)的配對ib1(1+

1)

ib1(1+

1)ib1(1+

2)=(1+

1+

2+

1

2)ib1

1

2

rbe=rbe1+(1+

1)rbe2

2(1+

1)ib1

1ib1ibicie(

1+

2+

1

2)ib1T1T2在串接點，必須保證兩管電流方向的一致和連續(xù)（實際電流方向不沖突）2.在并接點，必須保證兩管電流同時流入接點或同時流出接點。3.必須保證復(fù)合管中每個管子都工作在放大區(qū)4.復(fù)合管的類型與第一只管子相同。復(fù)合管的構(gòu)成規(guī)則：4.3.2準(zhǔn)互補對稱放大電路并接點串接點T1T2NPN+NPNNPNT1T2PNP+PNPPNPT1T2NPN+PNPNPNT1T2PNP+NPNPNP一些常見的復(fù)合管4.3.2準(zhǔn)互補對稱放大電路NPNPNP4.3.3輸出電流的保護(hù)R3和R4的作用：彌補準(zhǔn)互補管的不對稱；輸出電流取樣D1和D2的作用：正常情況下截止；過流時導(dǎo)通限流；練習(xí)：*4.4

集成功放及其應(yīng)用引言

4.4.2DG810集成功放及其應(yīng)用

4.4.3TD2040集成功放及其應(yīng)用

4.4.1LM386集成功放及其應(yīng)用組成：前置級、中間級、輸出級、偏置電路特點：輸出功率大、效率高有過流、過壓、過熱保護(hù)引言4.4.1

LM386集成功放及其應(yīng)用1.典型應(yīng)用參數(shù)：直流電源：4

12V額定功率：660mW帶寬：300kHz輸入阻抗：50k

12348765引腳圖2.LM386集成功放內(nèi)部電路1.8開路時，

Au=20(負(fù)反饋最強)1.8交流短路

Au=200(負(fù)反饋最弱)電壓串聯(lián)負(fù)反饋V1、V6：射級跟隨器,高RiV3、V5：恒流源負(fù)載V2、V4：雙入單出差分電路V7~V12：功率放大電路V7為驅(qū)動級(I0為恒流源負(fù)載)V11、V12用于消除交越失真V8、V10

構(gòu)成PNP

準(zhǔn)互補對稱2.LM386內(nèi)部電路LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610F36k10F100F220F0.1

F8

10

.047F+VCC6輸出電容(OTL)頻率補償，抵消電感高頻的不良影響防止自激等調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)3.LM386典型應(yīng)用電路4.4.2

DG810集成功放—標(biāo)準(zhǔn)音頻功率放大功率大、噪聲小、頻帶寬、工作電源范圍寬、有保護(hù)電路輸出電容輸入偏置交流負(fù)反饋自舉電容頻率補償，防自激等VCC=15V時輸出功率6W+VCCuiC9R1R4C2DG81011294785C1C8C7C4C5C65F100k.01F100

F1000pF0.1F4

564700pF10100F100F100R3R21000F100FC101電源濾波4.4.3

TD2040集成功放及其應(yīng)用特點：輸出短路保護(hù)、自動限制功耗、有過熱關(guān)機(jī)保護(hù)參數(shù)：直流電源：

2.5~

20V開環(huán)