《电路与模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第7章 基本放大电路（7.3）功率放大电路

73功率放大电路 功率放大电路在多级放大电路中处于最后一级, 又称输出级。其主要作用是输出足够大的功率去驱动 负载,如扬声器、伺服电机、指示表头、记录器等。 功率放大电路要求:输出电压和输出电流的幅度都比 较大;效率高。因此,三极管工作在大电压、大电流 状态,管子的损耗功率大,发热严重,必须选用大功 率三极管,且要加装符合规定要求的散热装置。由于 三极管处于大信号运用状态,不能采用微变等效电路 分析法,一般采用图解分析法

7.3功率放大电路 功率放大电路在多级放大电路中处于最后一级， 又称输出级。其主要作用是输出足够大的功率去驱动 负载，如扬声器、伺服电机、指示表头、记录器等。 功率放大电路要求：输出电压和输出电流的幅度都比 较大；效率高。因此，三极管工作在大电压、大电流 状态，管子的损耗功率大，发热严重，必须选用大功 率三极管，且要加装符合规定要求的散热装置。由于 三极管处于大信号运用状态，不能采用微变等效电路 分析法，一般采用图解分析法

73.1互补对称功率放大电路 1.OCL互补对称功率放大电路 OCL互补对称功率放大电路全称为无输出电容的 互补对称功率放大电路,简称为OCL电路,电路如图 7.36所示 FUcc RP 2 RL R B CC 图736OCL功率放大电路

1. OCL互补对称功率放大电路 OCL互补对称功率放大电路全称为无输出电容的 互补对称功率放大电路，简称为OCL电路，电路如图 7.36所示。 图7.36 OCL功率放大电路 7.3.1互补对称功率放大电路

(1)静态分析 当v=0时,因电路上下对称,静态发射极电位 0,负载电阻R中无电流通过,u=0。因三极管处 于微导通状态,所以两管的B≈0、l≈0 Ug|=|Ur|,基本无静态功耗。 CE (2)动态分析 为便于分析,将图7.36简化为图7.37(a)所示的 原理电路,且暂不考虑管子的饱和管压降l和b、e极 间导通电压lE

(1) 静态分析 当ui =0时，因电路上下对称，静态发射极电位 UE =0，负载电阻RL中无电流通过，u o =0。因三极管处 于微导通状态 ， 所以两管的 IB ≈0 、 IC ≈0 、 ∣UCE∣=∣UCC∣，基本无静态功耗。 (2) 动态分析 为便于分析，将图7.36简化为图7.37(a) 所示的 原理电路，且暂不考虑管子的饱和管压降UCES和b、e极 间导通电压UBE

+Ucc 1B1V1 1E1 1B2 U EE (a)电路原理电路图(b)输入波形(c)输出波形 图7.37简化OCL功率放大电路

(a) 电路原理电路图 （b）输入波形 （c）输出波形 图7.37 简化OCL功率放大电路

在v正半周,V2导通、V3截止,+Uc通过v2向R 供电,在R1上获得跟随l的正半周信号电压un,即 在v负半周,V2截止,V3导通,-Uc通过V3向R1 供电,在R1上获得跟随的负半周信号电压v° 负载R上输出如图737(c)所示 由上分析可知:输出电压l虽未被放大,但由于i1 (1+B),具有电流放大作用,因此具有功率放大 作用

在ui正半周，V2导通、V3截止，+UCC通过V2向RL 供电，在RL上获得跟随ui的正半周信号电压uo，即 （uo ≈u i）； 在ui负半周，V2截止，V3导通，-UCC通过V3向RL 供电，在RL上获得跟随ui的负半周信号电压uo 。 负载RL上输出如图7.37(c) 所示。 由上分析可知：输出电压uo虽未被放大，但 由于iL = i e =（1+β）i b，具有电流放大作用，因此具有功率放大 作用

cmi UCES Lc Lc 图738OCL电路图解分析波形图

图7.38 OCL 电路图解分析波形图

从图中可知 CElCC CE2 CC 其中 在任一个半周期内为导通三极管的,即n=-l=l 通常要求功率放大电路工作在最大输出状态,输出电 压幅值为lom(ma= UCC-UCESTUCO,此时,截止管承受的 最大电压为2U。当功率放大电路工作在非最大输出 状态时,输出电压幅值为Un=1。R1=Un=Um,其大小 随输入信号幅度而变。这些参数间的关系是计算输出 功率和管耗的重要依据

从图中可知，uCE1 =UCC-uo、 uCE2 = -UCC-uo ，其中uo 在任一个半周期内为导通三极管的uce，即uo = - uce =ui。 通常要求功率放大电路工作在最大输出状态，输出电 压幅值为uom(max) =UCC-UCES≈UCC，此时，截止管承受的 最大电压为2UCC。当功率放大电路工作在非最大输出 状态时，输出电压幅值为Uom =I omRL =Ucem =Uim，其大小 随输入信号幅度而变。这些参数间的关系是计算输出 功率和管耗的重要依据

(3)参数计算 ①最大输出功率Pm 最大的输出功率为: om CC om omom 2 R L R L 当功率放大器工作在非最大输出状态时,输出功能率 为: om I om om R R L

(3) 参数计算 ① 最大输出功率Pom 最大的输出功率为： Pom = I omUom = = 当功率放大器工作在非最大输出状态时，输出功能率 为： Po = I omUom= = L om R U 2 L CC R U 2 2 1 L om R U 2 L im R U 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1

②直流电源供给的功率Pu 在一个周期内电源向两个功放管提供的直流功率Pu 为 U CC 丌R L 当功率放大器工作在最大输出状态时,两个直流 电源供给的总功率为 2U, Um 丌R

② 直流电源供给的功率PU 在一个周期内电源向两个功放管提供的直流功率PU 为： PU = 当功率放大器工作在最大输出状态时，两个直流 电源供给的总功率为: PUm=  2 CC L om U R U L CC R U 2 2 

③效率 当功率放大电路工作在最大输出状态时,效率为 P 2RI 78.5% 2U, 2 4 R L 实用中三极管UCEs,UB等是客观存在的,因此 功率放大电路实际效率约60%

③ 效率η η= 当功率放大电路工作在最大输出状态时，效率为: η= = 78.5% 实用中三极管UCES，UBE等是客观存在的，因此， 功率放大电路实际效率约60% 。 U o P P 2 4 2 2 2   = = L CC L CC Um o m R U R U P P