3.2低频功率放大器（课件） 《电子技术基础与技能》同步教学（高教版）

了解低频功率放大器的基本要求和分类； 能识读OTL、OCL功率放大器的电路图； 了解功放器件的安全使用知识； 了解典型功放集成电路的引脚功能，能按工艺要求装接典型电路。 3.2.1 功率放大器的要求与分类 一、功率放大器的基本要求 1. 尽可能大的输出功率 　　功率放大器提供给负载的信号功率称为输出功率 。 2. 尽可能高的效率 　　功率放大器的最大输出功率与电源所提供的功率之比称为效率 。 3.2.1 功率放大器的要求与分类 一、功率放大器的基本要求 3. 较小的非线性失真 　　处在大信号工作状态的功率放大器，不可避免地会产生非线性失真。因此，必须将功率放大器的非线性失真限制在允许范围内。 4. 较好的散热装置 　　由于功放管工作在极限运用状态，管耗大。其中大部分被集电结承受转化为热量，使集电结温度升高。 (1)功放管静态工作点选择在放大区内的称为甲类功放电路 在工作过程中功放管处于导通状态，输出波形无失真。由于设置的静态电流大，放大器的效率较低，最高只能达到50%。如图所示。 3.2.1 功率放大电路的要求与分类 二、功率放大电路的分类 (2) 功放管静态工作点设置在截止区边缘的称为乙类功放电路 在工作过程中功放管仅在输入信号的正半周导通，负半周时功放管截止，只有半波输出。由于几乎无 静态电流，电路的功率损耗减到 最少，使效率大大提高。在实际 使用中，乙类功放电路采用两个 功放管组合起来交替工作，就可 输出完整的信号。 如图所示。 (3)功放管的静态工作点介于甲类和乙类之间的称为甲乙类功放电路 它的波形失真情况和效率介于上述两类之间。是实用功放电路经常采用的方式。 如图所示。 3.2.2 OCL电路 一、电路构成 OCL基本电路结构如图所示。图中VT1、VT2是一对特性对称的NPN管和PNP管，电路工作在乙类状态。 3.2.2 OCL电路 二、工作原理 1. 静态分析 时，由于电路结构对称，无偏 置电压， ，A点的静态电位 ， 流过 的静态电流为零。 2. 动态分析 设输入信号 为正弦信号。在 正半周内，VT1导通，VT2截止，VT1的集电极电流 流经方向如图，在 负半周内，VT2导通，VT1截止，VT2的集电极电流 流经方向如图。由于VT1和VT2管型相反，特性对称，在 整个周期，VT1、VT2交替工作，互相补充，向负载提供了完整的输出信号。 3.2.2 OCL电路 三、输出功率和效率 在OCL电路中，负载上输出电压和电流的最大值为 则最大输出功率为 在理想条件下，可以推得OCL电路的最大效率为78.5﹪。 3.2.2 OCL电路 四、交越失真 在OCL基本电路中，当输入电压小于三极管的开启电压时，VT1、VT2均截止，从而出现如图所示的交越失真现象。一旦音频功率放大器出现交越失真，会使声音质量明显下降。为了避免交越失真，在实际使用的OCL电路中，必须设置合适的静态工作点。 3.2.3　单电源互补对称功率放大电路 　　单电源互补对称功率放大电路，又称无输出变压器功率放大电路，简称OTL电路。 　　一．电路构成 　　电路为OTL电原理图。与OCL电路不同的是，电路有双电源改为单电源供电，输出端经大电容CL与负载RL耦合。 电路原理图如图所示。 OTL 电路原理图 3.2.3　单电源互补对称功率放大电路 　　二．工作原理 　　1．静态分析 　　ui=0时，IB=0，由于两管特性对称， A点的静态电位UA=　　 ，则CL上充 有左正右负的静态电压　　　　　，由于CL容量很大，相当于一个电压为　　　　　　　　　　　 的直流电源。此外，在输出端耦合电容CL的隔直作用下，流过RL的静态电流为零。 　　2．动态分析 　　在ui正、负周期，电路与OCL电路相似，VT1、VT2交替工作，互相补充，通过CL的耦合，向负载RL提供完整的输出信号。 3.2.3　单电源互补对称功率放大电路 　　三．输出功率和效率 　　由于OTL电路采用单电源供电，各管电源工作电压是 ，负载RL上输出 电压和电流的最大值为 ， 则最大输出功率为 OTL电路的最大效率也为78.5﹪。 3.2.4 集成功率放大器 集成功率放大器以其输出功率大、外围连接元件少、使用方便等优点，使其应用越来越广泛。目前，OTL、OCL均有各种不同输出功率和不同电压的多种型号的集成电路。使用应注意输出引脚外接电