13.4 功率放大器、13.5 运算放大器 教学讲义 -2023-2024学年高一下学期（中职）物理（高教版·第3版）《电工电子技术与技能》

【课题】 *13.4功率放大器 【教学目标】 知道功率放大的概念。 【教学重点】 互补对称功率放大器(OCL电路)。 【教学难点】 互补对称功率放大器。 【教学过程】 【一、复习】 射极输出器工作原理。 【二、引入新课】 与电压放大不同的是，功率放大电路主要是将信号电流和电压都放大，以满足负载对功 率提出的要求。 【三、讲授新课】 13.4.1功率放大器的概念 1.功率放大器有以下要求： (1)输出功率大。要求功案放大器输出的电压和电流幅值均应较大。 (2)效率高。当直流电源功率一定，为了向负载提供尽可能大的信号功率，所以要求 功率放大器效率要高。 (3)失真小。要求输出功率大应理解为在规定的非线性失真范围内的最大输出功率。 13.4.2互补对称功率放大器(0CL电路) 1.OCL功放电路的工作原理 图13.14是互补对称功率放大器的原理电路。 9+Ucc VT I +0 /T2 图13.14互补对称功率放大器的原理电路 正负电源供电，|+Ucc=|-Ucc。 VT1是NPN型三极管，VT2是PNP型三极管，要求两管参数对称。 R是负载。当电路输入G=0时，VT1和VT2都不导通，负载R上静态电流为零， 输出4。=0。 (1)输入信号正半周期间，VT1管发射结正向偏置导通，VT2管截止，VT1管的1C 流过负载R: (2)在输入信号负半周期间，VT2管发射结正向偏置导通，VT1管截止。VT2管的ic2 流过负载RL。 2.最大输出功率和效率 (1)最大输出功率Pm Poam 2 (2)功放电路的效率n 式中P,为直流电源供给的功率。 由数学分析可知一个周期直流电源供给的功率为 P,=Wgl cla = 2 2Uc1. =78.5% 元 实用的OCL功放电路的效率一般在60%左右。 【四、小结】 1,功率放大器要求输出足够的功率、较高的效率和较小的失真。 2.OCL功放采用互补对称型放大电路，由两组电源供电，两管轮流导通，分别放大信 号的正、负半周。 【五、习题】 三、填空题：4。 【课题】 13.5运算放大器 【教学目标】 描述集成运算放大器的性能特点。解释集成运算放大器构成的简单运算电路的原理。 【教学重点】 运算放大器组成的基本运算电路。 【教学难点】 理想运算放大器分析。 【教学过程】 【一、复习】 差分放大器输入和输出方式。 【二、引入新课】 运算放大电路有比例、加法、减法等运算功能，早期的电子计算机就是由运算放大器构 成的各种功能电路完成数学运算的。目前运算放大器广泛应用在自动控制系统中。 【三、讲授新课】 13.5.1运算放大器的结构和特点 1.运算放大器：高放大倍数的直耦多级放大器，运算放大器常被制作成集成电路，为 集成运算放大器，简称运放。 内部结构框图如图13.16所示。 输入级中间级输出级一“ 偏置电路 图13.16运算放大器的组成 2.运放的符号及输入输出特性，如图1317所示。 斜率A。 u(=4-_) B 图13.17运算放大器的符号与特性 4,的同相输入端，由此端输入信号时，输出信号与输入信号的相位相同： 4_的反相输入端，由此端输入信号时，输出信号与输入信号的相位相反。 3.线性运行区，如图13.17(b)所示。 h。=A。(h+-h-) 13.5.2理想运算放大器 1,理想化条件是： 开环电压放大倍数为无穷大，即A。=∞。 输入电阻为无穷大，即片=∞。 输出电阻为零，即。=0。 2.两个重要结论。集成运放工作在线性区时，有 1。=A。(+-4_) 因A。=o,山。为有限值，所以u-4)=0，即 4=1L- 由于山4=-，反相端与同相端之间可视为短路，称为“虚假短路”。 理想运算放大器的输入电阻R=∞，相当于两输入端不取用电流，即 i4=1-=0 实际上R:不可能无限大，+和”_也不可能完全相等，方只能是近似为零，称为“虚假 断路”。 13.53运算放大器组成的基本运算电路 1.比例运算电路（以下电路分析过程可以忽略，直接给出结论） (1)反相比例运算电路，如图13.19所示。 R 图13.19反相比例运算电路 R2为平衡电阻，取R2=R1∥Rr 运用虚断和虚短的概念，由图13.19可得 11=14 而 1=4二从=4 RR =二=-“。 R E 所以得 RR R 若Rr=R1时，称为反相器，有 4。=一1出 (2)同相比例运算电路，如图1320所示。 40 R 图13.20同相比例运算电路 R2为平衡电阻，R2=R1∥Rr 根据分析集成运放的两个重要依据，有 G=4=山 i4=i-=0 1=1f 又 诉=业-4=4-4 R R 则 4=“-“ R.R 整理得 "。=(1+ Ry)出 R 当R=0时，。=4，电路为电压跟随器。 2.加法运算电路 两输入端的反相加法电路，如图1321所示。 20