2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路对输出级的要求

电路对输出级的要求 2023/7/12 2 电路对输出级的要求 对输出级的要求：带负载能力强；直流功耗小；负载电阻上无直流功耗； 最大不失真输出电压最大。 射极输出形式 静态工作电流小 输入为零时输出为零 双电源供电时Uom的峰值接近电源电压。 单电源供电Uom的峰值接近二分之一电源电压。 2023/7/12 3 例1： 扩音系统 执行机构 功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。 功率放大 电压放大 信号提取 2023/7/12 4 例2：温度控制 R1-R3:标准电阻 Ua : 基准电压 Rt :热敏电阻 A：电压放大器 Rt T UO 室温T 温度调节 过程 Ub UO1 R1 a R2 uo + R3 Rt 功 放 b 温控室 A + - uo1 加热元件 2023/7/12 5 功放的特殊性 电压放大器 功率放大器 电路功能 放大微弱信号Av大 供给负载功率Po大 电路形式 阻容耦合或直接耦合 变压器耦合or OTL(单电源)、OCL(双电源) 管子工作状态 甲类 甲/乙/甲乙/丙 管子工作范围 小区域 尽限运用 分析工具 微变等效电路 图解法 波形情况 非线性失真小 非线性失真大 研究重点 增益/频响等 Po/效率/失真度/散热 2023/7/12 6 输出功率和效率的分析 CQ cc I V P = 静态功耗： o o i u p = 输出功耗： o 上级已实现uo放大 目标：放大io！电路选择CE？CB？CC？ Q’ 新问题：负半轴截止失真。 怎么办？ 2023/7/12 7 2.8 推挽输出级放大电路 2.8.1 乙类推挽输出级电路的组成与工作原理 甲乙丙类说明 2023/7/12 8 工作原理（设vi为正弦波） 电路的结构特点： vi -VEE T1 T2 vo +VCC RL iL 1. 由NPN型、PNP型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成。 2. 双电源供电。 3. 输入输出端不加隔直电容。 2023/7/12 9 ic1 ic2 动态分析： vi  0V T1截止，T2导通 vi > 0V T1导通，T2截止 iL= ic1 ; vi -VEE T1 T2 vo +VEE RL iL iL=ic2 T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式， 称为乙类放大。 因此，不需要隔直电容。 静态分析： vi = 0V  T1、T2均不工作  vo = 0V 2023/7/12 10 vi -VEE T1 T2 vo +VCC RL iL vi vo v"o v´o t t t t 交越失真：输入信号 ui在过零前后，输出信号出现的失真便为交越失真。 交越失真 死区电压 2023/7/12 11 vi -VEE T1 T2 vo +VCC RL iL (1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零； (2) 每管BE结正偏时间（近似导通时间）等于半个周期 ； (3) 存在交越失真。 乙类放大的特点： 2023/7/12 12 减小交越失真的方法：为T1，T2提供较小的初始静态偏置电流。 用D1，D2为T1，T2 提供偏置电压，可知 如果D1，D2和T1，T2 的发射结参数相同则 ID1=ID2=IE1=IE2 这种电路称为甲乙类互补 推挽放大器，因静态电流 小，在输出功率，功耗和 效率上与乙类十分相近 2.8.2 甲乙类互补推挽输出级电路 $