8.2功率放大電路《第八章其他常用放大電路》學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉功率放大電路的分類及特點(diǎn)。2.掌握互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的工作原理。8.2.1功率放大電路的分類及特點(diǎn)如按放大信號(hào)的工作頻段劃分，可分為低頻功率放大器和高頻功率放大器。低頻功率放大器低頻功放用于放大音頻范圍幾十赫至幾十千赫的信號(hào)高頻功率放大器高頻功率放大器是用來放大幾百千赫至幾千兆赫的高頻信號(hào)8.2.1功率放大電路的分類及特點(diǎn)如按工作頻帶的寬窄劃分，又可分為窄帶功率放大器和寬帶功率放大器。窄帶功率放大器窄帶功放由于使用選頻網(wǎng)絡(luò)作為輸出回路，所以又稱為諧振功率放大器寬帶功率放大器寬帶功放的輸出回路則是非調(diào)諧的負(fù)載，如電阻或變壓器等8.2.1功率放大電路的分類及特點(diǎn)如按晶體管的工作狀態(tài)劃分，功率放大器可分為甲類、乙類、甲乙類和丙類四種工作狀態(tài)。甲類乙類甲乙類丙類1.甲類工作狀態(tài)（a）甲類放大在甲類工作狀態(tài)下，功率放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)Q選在晶體管的放大區(qū)，且信號(hào)的作用范圍也限制在放大區(qū)內(nèi)，如圖（a）所示。此時(shí)，在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)，放大器均有集電極電流。8.2.1功率放大電路的分類及特點(diǎn)2.乙類工作狀態(tài)（b）乙類放大在乙類工作狀態(tài)下，功率放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)Q選在截止區(qū)邊緣，信號(hào)的作用范圍一半在放大區(qū)，另一半在截止區(qū)，如圖（b）所示。此時(shí)，只有在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)，放大器有集電極電流。8.2.1功率放大電路的分類及特點(diǎn)3.甲乙類工作狀態(tài)（c）甲乙類放大甲乙類工作狀態(tài)是介于甲類和乙類之間的工作狀態(tài)。其靜態(tài)工作點(diǎn)Q選在靠近截止區(qū)的位置，信號(hào)的作用范圍大部分在放大區(qū)，少部分在截止區(qū)，如圖（c）所示。此時(shí)，僅在輸入信號(hào)的多半個(gè)周期內(nèi)，放大器有集電極電流。8.2.1功率放大電路的分類及特點(diǎn)4.丙類工作狀態(tài)（d）丙類放大丙類工作狀態(tài)，功率放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)Q選在截止區(qū)內(nèi)，信號(hào)的作用范圍大部分在截止區(qū)，少部分在放大區(qū)，如圖（d）所示。此時(shí)，僅在輸入信號(hào)的少半個(gè)周期內(nèi)，放大器有集電極電流。8.2.1功率放大電路的分類及特點(diǎn)在相同激勵(lì)信號(hào)作用下，丙類功放集電極電流的流通時(shí)間最短，一個(gè)周期平均功耗最低，而甲類功放的功耗最高。分析表明，相同輸入信號(hào)下如果維持輸出功率不變，四類功放的效率滿足。理想情況下，甲類功放的最高效率為50％，乙類功放的最高效率為78.5％，丙類功放的最高效率可達(dá)85~90％。但丙類功放要求特殊形式的負(fù)載，不適用于低頻。低頻功率放大器只適用于前三種工作狀態(tài)。8.2.1功率放大電路的分類及特點(diǎn)工作在甲類的功放雖然非線性失真小，但效率太低。所以，除了作末級(jí)功放的推動(dòng)級(jí)外，很少用作末級(jí)功放。乙類和甲乙類放大電路的功率轉(zhuǎn)換效率較高，但都存在著波形失真的問題，解決失真問題的方法是：用兩個(gè)工作在甲乙類狀態(tài)下的放大管，分別放大輸入的正、負(fù)半周信號(hào)，同時(shí)采取措施，使放大后的正、負(fù)半周信號(hào)能加在負(fù)載上面，在負(fù)載上獲得一個(gè)完整的波形。以這種方式工作的功放電路稱為甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路，也稱為推挽功率放大電路。8.2.1功率放大電路的分類及特點(diǎn)8.2.2甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（OCL）推挽功率放大電路有單電源和雙電源兩種類型。單電源的電路通常稱為OTL（OutputTransformerLess，無輸出變壓器）功率放大器雙電源的電路通常稱為OCL（OutputCondensertLess，無輸出電容）功率放大器下面以O(shè)CL電路為例來討論功率放大器的工作原理。8.2.2甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（OCL）電路構(gòu)成及工作原理甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路電路如圖所示。通常在兩個(gè)晶體三極管基極間加入二極管（或電阻，或二極管和電阻結(jié)合），以供給T1和T2兩管一定的正向偏壓（鍺管約為0.2V，硅管約為0.7V），避開輸入特性曲線的彎曲部分，此時(shí)電路處于甲乙類工作狀態(tài)，該電路的UBE=UBEQ

，使電路處于微導(dǎo)通狀態(tài)。8.2.2甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（OCL）乙類OCL功率放大器靜態(tài)時(shí)，IC=0，工作于乙類。很明顯，當(dāng)輸入信號(hào)為正半周時(shí)，T1導(dǎo)通T2截止。輸出電流icl通過負(fù)載RL；而在負(fù)半周時(shí)，T2導(dǎo)通T1截止，輸出電流ic2通過負(fù)載RL。利用兩只特性對(duì)稱的反型管子（一個(gè)為NPN型，另一個(gè)為PNP型）把它們的基極相連作為輸入，射極相連作為輸出。在輸入信號(hào)的作用下，T1和T2輪流導(dǎo)通，每個(gè)晶體管各承擔(dān)半個(gè)周期的放大任務(wù)，就像兩個(gè)人拉鋸似的，你推我拉（挽），所以把這種工作方式稱為推挽方式。8.2.2甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（OCL）在電路中，由于T1、T2互相對(duì)稱，交替工作，相互補(bǔ)充，共同完成放大功能，所以稱該電路為乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路。甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的工作過程與上述分析過程類似，這種電路又稱為無輸出電容的功率放大電路，即OCL電路。8.2.2甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（OCL）2.OCL電路性能分析（a）T1管工作情況（b）互補(bǔ)對(duì)稱功放的工作情況甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路為了便于分析，假設(shè)T1與T2管的特性完全相同，且將T2管的特性曲線倒置在T1管的右下方，并令二者在Q點(diǎn)，即ucc=Vcc處重合，形成T1和T2管的合成曲線，如圖所示。8.2.2甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（OCL）3.輸出功率PO輸出電壓和輸出電流（有效值）的乘積稱為功放的輸出功率，用PO表示：若忽略晶體管的飽和壓降UCES，即，則最大輸出功率為8.2.3甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路（OTL電路）OTL乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路1.OTL電路的組成及工作原理單電源互補(bǔ)對(duì)稱功放原理電路，如圖所示。它與上圖的OCL電路區(qū)別是在輸出電路中串接了電容C，從而省掉了一組負(fù)電源，只用一個(gè)電源VCC。由于這種電路的輸出通過電容C與負(fù)載RL耦合，而不用變壓器，所以稱這種電路為OTL電路。8.2.3甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱