几种功率放大电路 |
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几种功率放大电路
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目录
1. 甲类功率放大电路2. 乙类功率放大电路(1) 基本乙类放大电路(2) 乙类双电源互补对称电路
3. 甲乙类互补对称功率放大电路(1) 基本甲乙类功率放大电路(2) 甲乙类双电源互补对称电路(3) 甲乙类单电源互补对称电路
4. BJT的选择① 最大管耗② 反向击穿电压③ 最大电流
默认外加正弦信号 功率放大电路的基本要求： （1）输出功率要尽可能大 （2）效率要高 （3）非线性失真要小 （4）功率器件的散热要好 1. 甲类功率放大电路特点：无论是否有输入信号，BJT三极管始终处于导通状态，所以消耗功率大，效率低 电路举例 三极管工作在放大区； v b e ≈ 0.6 V v_{be} \approx 0.6V vbe≈0.6V； V C E S ≈ 0.2 V V_{CES} \approx 0.2V VCES≈0.2V 工作过程 设 v i v_i vi为正弦波，若 v i v_i vi处于正向最大值时刚好使三极管处于临界饱和状态，则 v c e v_{ce} vce等于饱和压降， v o v_o vo两端电压达到最大值且不失真的 V C C − V C E S V_{CC} - V_{CES} VCC−VCES；若 v i v_i vi再大一点，三极管就会在输入比较大的时候进入饱和状态，产生饱和失真。 若 v i v_i vi处于负向最大值时刚好使三极管处于临界截止状态，则 i E = 0 i_{E} = 0 iE=0，此时流过负载的电压为电流源电压 I b i a s I_{bias} Ibias；若 v i v_i vi再小一点，三极管就会进入截止状态，产生截止失真。输出电流曲线及静态工作点
2. 乙类功率放大电路
特点：只有在输入信号来临时，BJT三极管才导通。 (1) 基本乙类放大电路
 工作过程 当正弦输入信号
v
i
v_i
vi 为正值且大于
0.7
v
0.7v
0.7v 时，T1 导通，T2 截止，此时电路为共集电极放大电路（电压跟随器）；当
v
i
v_i
vi 为负值时与此情况相反。 当输入电压
v
i
v_i
vi很大时，输出功率也很大。此时BJT三极管处于放大区和饱和区的临界，所以
V
C
E
V_{CE}
VCE可以用饱和压降代替，参数计算 以下功率全为平均功率 ① a. 输出功率
P
o
=
1
2
V
o
m
2
R
L
P_o = \frac{1}{2}\frac{V_{om}^2}{R_L}
Po=21RLVom2 ① b. 最大输出功率
P
o
=
1
2
(
V
C
C
−
V
C
E
S
)
2
R
L
P_o = \frac{1}{2} \frac{(V_{CC}-V_{CES})^2}{R_L}
Po=21RL(VCC−VCES)2 ① c. 最大输出功率（忽略BJT的饱和压降
V
C
E
S
V_{CES}
VCES）
P
o
m
=
1
2
V
C
C
2
R
L
P_{om} = \frac{1}{2} \frac{V_{CC}^2}{R_L}
Pom=21RLVCC2 ②
T
1
和
T
2
T_1和T_2
T1和T2的总管耗
P
T
=
2
R
L
(
V
C
C
V
o
m
π
−
V
o
m
2
4
)
P_T = \frac{2}{R_L}(\frac{V_{CC}V_{om}}{\pi} - \frac{V_{om}^2}{4})
PT=RL2(πVCCVom−4Vom2)
两管的管耗相同，除以2即为各管耗 当输入信号= 0.6 V C C 0.6V_{CC} 0.6VCC时，管耗最大。 ③ a. 直流电源供给的功率 P v = 2 V C C V o m π R L P_v = \frac{2V_{CC}V_{om}}{\pi R_L} Pv=πRL2VCCVom ③ b. 直流电源供给的最大功率 P v m = P o m + P v P_{vm} = P_{om} + P_v Pvm=Pom+Pv ④ 效率 η = P o P v \eta = \frac{P_o}{P_v} η=PvPo 效率最大为78.5％ 3. 甲乙类互补对称功率放大电路 (1) 基本甲乙类功率放大电路
电路图 ① 工作过程 静态时，调节 R e 3 , R c 3 R_{e3},R_{c3} Re3,Rc3，使电路上下对称，输出的 v o = 0 v_o = 0 vo=0， i C 1 = i C 2 i_{C1} = i_{C2} iC1=iC2， i L = 0 i_L = 0 iL=0 动态时， 参数计算 由于放大电路的部分与乙类双电源功率放大电路的工作情况类似，没有了交越失真，即使 v i v_i vi很小也能被放大，所以其参数计算的公式与其相同。 (3) 甲乙类单电源互补对称电路电路图 工作过程 参数计算 4. BJT的选择不能让BJT三极管烧坏 ① 最大管耗一 个 B J T 的 最 大 允 许 管 耗 > 0.2 P o m 一个BJT的最大允许管耗>0.2P_{om} 一个BJT的最大允许管耗>0.2Pom 原因：当 V o m = 0.6 V C C V_{om} = 0.6V_{CC} Vom=0.6VCC时，管耗最大，并且等于0.2倍的 P o m P_{om} Pom，为了不烧坏BJT三极管，所以选择BJT三极管时应选承受能力大于此值的管子。 ② 反向击穿电压∣ V ( B R ) C E O ∣ > 2 V C C |V_{(BR)CEO}| > 2V_{CC} ∣V(BR)CEO∣>2VCC ③ 最大电流I C M > V C C R L I_{CM}>\frac{V_{CC}}{R_L} ICM>RLVCC |
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