第九章功率放大电路§9.1功率放大电路概述§9.2互补功率放大电路§9.3功率放大电路的安全运行§9.1功率放大电路概述§9.1.1功率放大电路的特点„一、主要技术指标1.最大输出功率POM2.转换效率η„二、功率放大电路中的晶体管„在功率放大电路中，为使输出功率尽可能大，要求晶体管工作在尽限应用状态，即晶体管极电极电流最大时接近ICM，管压降最大时接近U(BR)CEO，耗散功率最大时接近PCM。因此，在选择功放管时，要特别注意极限参数的选择，以保证管子安全工作。„三、功率放大电路的分析方法„因为功率放大电路的输出电压和输出电流幅值均很大，功放管特性的非线性不可忽略，所以在分析功放电路时，不能采用仅适用小于信号等效电路法，而应采用图解法。§9.1.2功率放大电路的组成„一、为什么共射放大电路不宜用作功率放大器„如图9.1.1所示共射放大电路不但输出功率小，而且由于电源提供的功率始终不变，使得效率也很低，可见其不宜作为图9.1.1小功率共射放大电路的输出功率和效率的分析功率放大电路。(a)共射放大电路(b)输出功率和效率的图解分析„二、变压器耦合功率放大电路„电源提供的功率为：PV=ICQVCC„从变压器原边向负载方向看的2交流等效电阻为：N1RL'=RLN2„在理想变压器的情况下，最大输出功率为：IV1图9.1.2单管变压器耦合功率放大电路图P=CQ⋅CC=IVom222CQCC(a)电路(b)图解分析可见，电路的最大效率Pom/Pv为50%。我们通常希望输入信号为零时，电源不提供功率，输入信号越大，负载获得的功率也越大，电源提供的功率也随之增大，从而提高效率。在输入信号为零时，应使管子处于截止状态。而为了使负载上能够获得正弦波，常常需要采用两只管子，在信号的正、负半周交替导通，因此产生了变压器耦合乙类推挽功率放大电路。如图9.1.3(a)所示。该电路中，晶体管仅在信号的正半周或负半周导通(θ=180°)，所图9.1.3变压器耦合乙类推功率放大电路以称之为乙类功率放大电路。(a)电路(b)图解分析„三、无输出变压器的功率放大电路„无输出变压器的功率放大电路（简称为OTL电路）用一个大容量电容取代了变压器，如图9.1.4所示，NPN型管，T2为PNP型管，但是它们的特性对称。„四、无输出电容的功率放大电路图9.1.4OTL电路„如图9.1.5所示电路，称为无输出电容的功率放大电路，简称OCL电路。在OCL电路中，T1和T2特性对称，采用了双电源供电。„静态时，T1和T2均截止，输出电压为零。„ui>0时，T1管导通，T2截止，T1管以射随器的形式将输入信号正半周传递到负载。„ui<0时，T2管导通，T1截止，T2管以射随器的形式将输入信号负半周传递到负载。这图9.1.5OCL电路样就实现了双向跟随。§9.2互补功率放大电路§9.2.1OCL电路的组成及工作原理„一、电路组成1.基本形式„基本OCL电路如图9.1.5所示。由于三极管开启电压的存在，使电路产生交越失真，如图9.2.1所示。图9.2.1交越失真的产生2.消除交越失真的OCL电路。„在图9.2.2所示电路中,静态时T1和T2管均处于微导通状态，所以，当加入输入信号后，T1或T2管立刻进入导通状态，从而消除了交越失真。T1和T2管各自导通的时间均超过半个周期，因而它们是工作在图和管在作用下图9.2.2消除交越失真的OCL电路9.2.3T1T2ui甲乙类状态。输入特性中的图角分析§9.2.2OCL电路的输出功率及效率22Uom(VCC−UCES)„最大输出功率：Pom==RL2RL2V(V−U)„电源功率：CCCCCESPV=⋅πRLPπV−U„转换效率：η=om=⋅CCCESPV4VCC„在理想情况下，即饱和管压降可以忽略不计的情况下：22UomVCCPom==图9.2.4OCL电路的图解分析RL2RL(a)电路(b)图解分析22VCCPV=⋅πRLπη=≈78.5%4§9.2.3OCL电路中晶体管的选择„一、最大管压降„从OCL电路工作原理的分析可知，两只功放管中处于截止状态的管子将承受较大的管压降。考虑留有一定的余量，管子承受最大管压降为：UCEmax=2VCCVCC−UCES1„二、集电极最大电流：ICmax≈IEmax=RLV„考虑留有一定余量：CCICmax=RL„三、集电极最大功耗„在功率放大电路中，电源提供