單管（甲類(lèi)）功放.ppt

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1、7.2單管功率放大器主講：劉雨7.2單管功率放大器7.2.1電路組成及工作原理7.2.2輸出功率及效率本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、理解單管功率放大器的電路組成及工作原理。2、掌握輸出功率和效率。上節(jié)復(fù)習(xí)1、對(duì)功放的要求：信號(hào)失真??；有足夠的輸出功率；效率高；散熱性能好。1、低頻功率放大器的性能要求有哪些？2、低頻功率放大器按靜態(tài)工作點(diǎn)的位置可以分為那幾類(lèi)？乙類(lèi)功放：Q點(diǎn)在交流負(fù)載線(xiàn)和IB=0輸出特性曲線(xiàn)交點(diǎn)。甲乙類(lèi)功放：Q點(diǎn)在交流負(fù)載線(xiàn)上略高于乙類(lèi)工作點(diǎn)處。甲類(lèi)功放：Q點(diǎn)在交流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。電路特點(diǎn)：輸出波形無(wú)失真，但靜態(tài)電流大，效率低。2．低頻功率

2、放大器按靜態(tài)工作點(diǎn)的位置可以分：7.2.1電路組成及工作原理一、電路組成V為功率放大管，Rb1、Rb2和Re為分壓式電流負(fù)反饋偏置電路，Ce為射極旁路電容，RL為負(fù)載電阻，T1和T2為輸入、輸出變壓器，統(tǒng)稱(chēng)為耦合變壓器。7.2.1電路組成及工作原理耦合變壓器的作用，一是隔斷直流耦合交流信號(hào)，二是阻抗變換，使功率管獲得最佳負(fù)載電阻R'L，以便向負(fù)載RL提供最大功率。最佳負(fù)載電阻為式中，是變壓器的匝數(shù)比，稱(chēng)為變比。合理選擇n，可得管子最佳負(fù)載電阻R'L。[例7.2.1]圖中，負(fù)載RL=8?，晶體管集電極輸出功率Po=140mW，集電極電流Ic

3、=31mA。求：(1)輸出變壓器T2的初級(jí)等效電阻R'L=？(2)要使負(fù)載RL獲得理想的最大功率，T2的變比n=？解(1)因?yàn)樗?2)因?yàn)樗远?、電路工作原理?dāng)vi=0，電路處于靜態(tài)，iC=ICQ。因T2隔直作用，RL中無(wú)電流，放大器無(wú)信號(hào)輸出。當(dāng)vi≠0，則vi→vbe→ib→ic。經(jīng)T2耦合，RL有電流iL，放大器有信號(hào)功率輸出。7.2.2輸出功率及效率一、輸出功率圖解分析：1．作直流負(fù)載線(xiàn)：因?yàn)門(mén)2一次側(cè)線(xiàn)圈直流電阻很小，直流短路。Re很小，直流壓降可忽略不計(jì)。VCE=VG?IC(Rc+Re)因?yàn)镽c+Re?0所以VCE=VGIC

4、=VG/(Rc+Re)?∞結(jié)論：通過(guò)VG點(diǎn)而垂直于VCE軸的直線(xiàn)。過(guò)VG點(diǎn)作直流負(fù)載線(xiàn)，與IBQ之交點(diǎn)，得靜態(tài)工作點(diǎn)Q。7.2.2輸出功率及效率2．作交流負(fù)載線(xiàn)：R?L=n2RL結(jié)合以前學(xué)過(guò)的交流負(fù)載線(xiàn)的做法，過(guò)Q點(diǎn)，作交流負(fù)載線(xiàn)AB。理想：非常貼近于安全工作區(qū)邊界而又不超過(guò)安全工作區(qū)的一條直線(xiàn)，使Po最大。3．畫(huà)vCE、iC波形：加入信號(hào)后，輸入信號(hào)電壓足夠大，動(dòng)態(tài)IB在IB0～I(xiàn)B4之間，即在Q'~Q"兩點(diǎn)之間移動(dòng)。得正弦信號(hào)的最大值分別為Icm和Vcem，則功放管集電極輸出功率為可見(jiàn)，輸出信號(hào)越強(qiáng)，輸出功率Po越大。為不產(chǎn)生飽和失真

5、和截止失真，忽略VCES和ICEO時(shí)，則功放管不失真條件為Icm≤ICQVcem≤VG在輸出信號(hào)最大且不失真時(shí)，有　　　　　　　于是功放管不失真最大輸出功率為二、效率1．電源供給功率為PG=ICQVG可見(jiàn)，電源供給功率與信號(hào)無(wú)關(guān)。2．功放管最大效率（η：“伊塔”）為即?=90%可見(jiàn)，最大不失真輸出功率僅為電源供給功率的一半，效率很低。若考慮VCES和ICEO，則功率管的效率?僅為40%~45%，如果再考慮變壓器的效率?T(0.75~0.85)，則甲類(lèi)功放總效率為??=?·?T通常只有30%~35%。結(jié)論，甲類(lèi)功放電路優(yōu)點(diǎn)是輸出波形失真小；

6、缺點(diǎn)是無(wú)信號(hào)時(shí)，電源供給功率全部轉(zhuǎn)換成熱能，因此效率低。工程應(yīng)用功率放大器有一部分電能消耗在功放管上，產(chǎn)生損耗使功放管發(fā)熱，熱的積累將使晶體管性能惡化，甚至燒壞，為保證功放管安全可靠地工作，通常功放管集電極有金屬散熱外殼，另外通常需要給功放管安裝散熱片和采取過(guò)載保護(hù)措施。功放管檢測(cè)與普通三極管類(lèi)似，但功放管工作電流比較大，因而其PN結(jié)的面積也較大。PN結(jié)較大，其反相飽和電流也必然增大。所以，若像測(cè)量中小功率三極管極間電阻那樣，使用萬(wàn)用表的R?1k擋測(cè)量，必然測(cè)得的電阻值很小，好像極間短路一樣，所以通常使用R?10k或R?1k擋檢測(cè)功放管。

7、練一練結(jié)合本節(jié)課堂所學(xué)，完成書(shū)本117面習(xí)題7-2、7-5。