第四章 低频功率放大电路
南邮模电 第四章 差动放大电路和功率放大电路
RC
＋
V1 ＋ Uid1 － －
Uid2
V2
Uid=Uid1-Uid2
－
＋
11
图4―13基本差动放大器的差模等效通路
U od 1. 差模电压放大倍数 Aud U id 在双端输出时 U od U od 1 U od 2 2U od 1 2U od 2
U id U id1 U id 2 2U id1 2U id 2
＋
~ U i1 U i 2 2 ~ U i1 U i 2 2
~
RE －UEE
U i1 U i 2 2 2
~ U i1 U i 2
32
双端输出时： Uo AudUid Aud (Ui1 Ui 2 )
1 单端输出时： U o1 AudU id Auc (单)U ic 2 1 U o 2 Aud U id Auc (单)U ic 2
6
图4―12 基本差动放大器
RC UC1 U i1 ＋ V1
RL Uo － V2
RC UC2
U CC
U CE1Q U CE 2Q U CC 0.7 I C1Q RC
U C1Q U C 2Q U CC I C1Q RC
静态时，差动放 大器两输出端之 间的直流电压为 零。
7
34
六、放大电路的四种接法
差动放大电路有两个输入端和两个输出端， 所以信号的输入端和输出端有四种不同的连 接方式，即（1）单端输入，单端输出；（2） 双端输入，双端输出；（3）单端输入，双端 输出；（4）双端输入，单端输出。图4.2.6 给出了电路图。
35
（a）双端输入、双端输出 （b）双端输入、单端输出
功率放大电路
图 OTL功率放大器电路
集成功率放大器
C1为输入耦合电容，根据下式估算。 式中，fL为放大电路下限截止频率；Rs为信号源内阻； Ri为集成功放输入电阻。本例C1取10uF。
LM386集成功率放大器
1．LM386的特点 LM 386是一种低电压通用型音频集成功率放大
器，广泛应用于收音机、对讲机和信号发生器中。 LM386的内部电路和管脚排列如图1所示。它是8脚 DIP封装，消耗的静态电流约为4mA，是应用电池供 电的理想器件。该集成功率放大器同时还提供电压增 益放大，其电压增益通过外部连接的变化可在 20~200范围内调节。其供电电源电压范围为4~15v， 在8Ω 负载下，最大输出功率为325mw，内部没有过 载保护电路。功率放大器的输入阻抗为50kΩ ，频带 宽度300KHz。
2．TDd030实用电路及其元器件选择 (1)TDA2030接成OCL(双电源)电路典型应用电路如图 所示。图中R3、R2、C2使
TDA2030接成交流电压
串联负反馈电路。闭环 增益由下式估算
C2一般取几十微法，本例中取22pF。设要使功放电路 电压放大倍数为33倍，取R2＝680Ω ，则将数据代入上式 可求得R3＝21.76kΩ ．取标称值22k Ω 。
馈电阻加以调整。在规定输入电压的情况下，在功放 电路输入端加入1kxz规定电压值正弦信号，通过调整 外接负反馈电阻使之达到额定输出功率。
C10为OTL电路输出电容，它既是输出信号的耦合 电容，又起替代负电源的作用。两端充电电压为：VC10 ＝VCC／2，一般取耐压>VCC／2的几百微法电容。
第04章 集成运算放大电路题解
第四章集成运算放大电路自测题一、选择合适答案填入空内。
（1）集成运放电路采用直接耦合方式是因为。
A．可获得很大的放大倍数B. 可使温漂小C．集成工艺难于制造大容量电容（2）通用型集成运放适用于放大。
A．高频信号B.低频信号C.任何频率信号（3）集成运放制造工艺使得同类半导体管的。
A.指标参数准确B.参数不受温度影响C．参数一致性好（4）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。
A．减小温漂B. 增大放大倍数C. 提高输入电阻（5）为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用。
A．共射放大电路B.共集放大电路C．共基放大电路解：（1）C （2）B （3）C （4）A （5）A二、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果填入括号内。
（1）运放的输入失调电压U I O 是两输入端电位之差。
( ) （2）运放的输入失调电流I I O 是两端电流之差。
( ) （3）运放的共模抑制比cdCMR A A K =( ) （4）有源负载可以增大放大电路的输出电流。
( )（5）在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。
( ) 解：（1）× （2）√ （3）√ （4）√ （5）× 三、电路如图T4.3所示，已知β1=β2=β3=100。
各管的U B E 均为0.7V ，试求I C 2的值。
图T4.3解：分析估算如下： 100BE1BE2CC =--=RU U V I R μ AβCC B1C0B2C0E1E2CC1C0I I I I I I I I I I I I R +=+=+====1001C =≈⋅+=R R I I I ββμA四、电路如图T4.4所示。
图T4.4（1）说明电路是几级放大电路，各级分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差放……）；（2）分别说明各级采用了哪些措施来改善其性能指标（如增大放大倍数、输入电阻……）。
解：（1）三级放大电路，第一级为共集-共基双端输入单端输出差分放大电路，第二级是共射放大电路，第三级是互补输出级。
低频功率放大器实验报告
低频功率放大器实验报告实验目的：1.了解低频功率放大电路的基本原理和性能指标。
2.掌握测量低频功率放大电路的各种参数的方法和技巧。
3.分析低频功率放大电路的失真特性。
实验仪器：1.功率放大电路实验箱2.双踪示波器3.函数发生器4.直流电压源5.电子万用表6.各种被测元器件实验原理：低频功放电路是一种将输入信号在低频段进行放大的电路。
其输入信号的频率范围在几十赫兹至几千赫兹之间。
低频功放电路通常由放大级、直流偏置电路和输出级组成。
实验步骤：1.搭建低频功放电路。
2.设置函数发生器的输出信号频率为所需频率，幅度为所需幅度。
3.连接被测电路的输入端和输出端到示波器上。
4.调节函数发生器的频率和幅度，观察示波器上输出信号的波形和幅度。
5.测量放大电路的输入阻抗、输出阻抗和放大倍数。
6.通过调整放大电路中的元器件值，观察输出波形的变化。
7.测量放大电路的频率响应和失真程度。
实验结果和分析：通过实验测得的放大电路参数和实测的波形可以得出以下结论：1.输入阻抗：输入阻抗是指电路对信号源的等效输入电阻，通常用输入端电阻表示。
在本实验中，测得的输入阻抗为XXX欧姆。
2.输出阻抗：输出阻抗是指电路对负载的等效输出电阻，是输出端电压与输出端电流之比。
在本实验中，测得的输出阻抗为XXX欧姆。
3.放大倍数：放大倍数是指输出端电压与输入端电压之比。
在本实验中，测得的放大倍数为XXX倍。
4.频率响应：频率响应是指电路的增益随频率变化的情况。
在本实验中，通过测量不同频率下的放大倍数，绘制出了频率响应曲线。
5.失真程度：失真是指信号在放大过程中发生的非线性失真，表现为输出信号的非线性变形。
在本实验中，通过观察输出波形的变化，可以分析失真的特点和程度。
实验结论：通过实验，我们深入了解了低频功率放大电路的基本原理和性能指标。
掌握了测量和分析低频功放电路的各种参数的方法和技巧，并分析了低频功放电路的失真特性。
实验结果表明，我们所搭建的低频功放电路在一定频率范围内具有较好的放大性能和较低的失真程度，可以满足实际应用的需求。
模拟电子技术基础第四章 功率放大电路
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第四章 功率放大电路
（2）效率 V2CC VCC 1 π VCCIcm PV = 2 × π Icmsinωtd(ωt) = ≈ π 2πRL 0
pom η= p ≈ v
1 V2CC V2CC = 8 RL 2πRL
π = 78.5% 4
注意：OTL互补对称电路的效率与OCL电路相同。
5
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第四章 功率放大电路
三、放大电路的分析方法
在功率放大电路中， 由于三极管的工作点在大范围内变化， 因此，对电路进行分析时， 一般不能采用微变等效电路法，
常采用图解法分析放大电路的静态和动态工作情况。
从功率放大电路的上述特点，可以组成功率放大的具体电路。 考虑电路的具体形式时， 主要应注意使放大电路具有足够的输出功率和较高的效率， 并尽量减小输出波形的非线性失真。
第四章 功率放大电路
第四章 功率放大电路
4.1 功率放大电路的主要特点 4.2 互补对称式功率放大电路
4.3 采用复合管的互补对称式放大电路
4.4 集成功率放大器（自学内容）
1
第四章 功率放大电路
第一节 功率放大电路的主要特点
对放大电路的要求
放大电路中三极管的工作状态 放大电路的分析方法
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OCL电路省去了大电容，即改 善了低频响应，又有利于实现 集成化，应用更为广泛。
OCL甲乙类互补对称输出级
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第四章 功率放大电路
ui R1 ui b1 R VD1 VD2 b2 R2 VT2 PNP VT1 NPN uo
iC1
+VCC O
第四章 场效应晶体管及其放大电路
ID
IDSS(1源自U GS U GS(off)
)
2
3. 结型场效应管
结型场效应管的特性和耗尽型绝 缘栅场效应管类似。图4-7 a)、 b) 分别为Ｎ沟道和Ｐ沟道的结型场效 应管图形符号。
图4-7
使用结型场效应管时，应使栅极与源极间加反偏电压，漏 极与源极间加正向电压。对于Ｎ沟道的管子来说，栅源电压应 为负值，漏源电压为正值。
图4-1
（1）工作原理
增强型MOS管的源区(N+)、衬底(P型)和漏区(N+)三者之 间形成了两个背靠背的PN+结，漏区和源区被P型衬底隔开。
当栅-源之间的电压 uGS 0时，不管漏源之间的电源VDD 极 性如何，总有一个PN+结反向偏置，此时反向电阻很高，不能 形成导电通道。
若栅极悬空，即使漏源之间加上电压 uDS，也不会产生漏 极电流 iD ，MOS管处于截止状态。
2) 输出特性曲线 I D f (U DS ) UGS常数
图4-4b)是N沟道增强型MOS管的输出特性曲线，输出特性曲 线可分为下列几个区域。
① 可变电阻区
uDS很小时，可不考虑 uDS 对沟道的影响。于是 uGS一 定时，沟道电阻也一定， 故 iD 与 uDS 之间基本上是 线性关系。
uGS 越大，沟道电阻越
的变化而变化，iD 已趋于饱和， 具有恒流性质。所以这个区域 又称饱和区。
③ 截止区
uGS UGS(th)时以下的区域。
（夹断区）
当uDS增大一定值以后，漏源之间会发生击穿，漏极电流 iD急剧增大。
2. N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的结构
上述的增强型绝缘栅场效应管只有当 uGS U GS(th) 时才能形成导电沟道，如果在制造时就使它具有一个原始 导电沟道，这种绝缘栅场效应管称为耗尽型。
电子技术复习题()
第一章二极管及直流稳压电源一、填空题1．二极管P区接电位端，N区接电位端，称正向偏置，二极管导通；反之，称反向偏置，二极管截止，所以二极管具有性。
2．二极管按PN结面积大小的不同分为点接触型和面接触型，型二极管适用于高频、小电流的场合，型二极管适用于低频、大电流的场合。
3．普通二极管工作时通常要避免工作于，而稳压管通常工作于。
4．单相电路用来将交流电压变换为单相脉动的直流电压。
5．直流电源中，除电容滤波电路外，其它形式的滤波电路包括、等。
6．W7805的输出电压为，额定输出电流为；W79M24的输出电压为，额定输出电流为。
7．开关稳压电源的调整管工作在状态，脉冲宽度调制型开关稳压电源依靠调节调整管的的比例来实现稳压。
8．发光二极管能将电信号转换为信号，它工作时需加偏置电压；光电二极管能将信号转换为电信号，它工作时需加偏置电压9.判断大容量电容器的质量时，应将万用表拨到挡，倍率使用。
当万用表表笔分别与电容器两端接触时，看到指针有一定偏转，并很快回到接近于起始位置的地方，则说明该电容器；如果看到指针偏转到零后不再返回，则说明电容其内部。
二、判断题(填“是”或“否”)1．加在二极管两端的反向电压高于最高反向工作电压时，二极管会损坏。
（）2．稳压二极管在电路中只能作反向连接。
（）3．电容滤波电路适用于小负载电流，而电感滤波电路适用于大负载电流。
（）4．在单相桥式整流电容滤波电路中，若有一只整流管断开，输出电压平均值变为原来的一半。
（）5．二极管的反向漏电流越小，其单向导电性能就越好。
（）三、选择题1．下列符号中表示发光二极管的为（）。
A． B ． C．D．2．从二极管伏安特性曲线可以看出，二极管两端压降大于（）时处于正向导通状态A．0 B．死区电压 C．反向击穿电压 D．正向压降3．用万用表欧姆挡测量小功率二极管性能好坏时，应把欧姆挡旋到（）位置A ．ΩB ．ΩC ．ΩD．Ω4．直流稳压电源中滤波电路的作用是（）。
习题04章 功率放大电路
uo
T4 -VCC
解：① Pom
VCC U CES 2 RL
2
16 2 28
2
12.25W
2 VCC 16W 如忽略UCES，则 Pom 2 RL VCC ② ICM 2 A , U ( BR )CEO 2VCC 32V , PCM 0.2Pom 2.45W RL +VCC Rb1 C1 如忽略UCES，则： + T1 ui P 0.2 P 3.2 W R CM om T
③ Pom
VCC U CES U Re 6 2 RL
15 1.2 0.69W
(VCC UCES )2 Pom 3W 2RL
图P4-3 OTL电路中
VCC 2RL Pom UCES 7.93V
(0.5VCC U CES )2 Pom 3W 2 RL
VCC 2
2 RL Pom U CES 15.86V
习题4-6 分析图P4-6中的OTL电路原理，已知VCC =10V， R3=1.2kΩ，RL=16Ω，电容C1、C2足够大，试回答： ①静态时，电容C2两端的电压应该等于多少？调整哪个电阻 才能达到上述要求？ ②设R1=1.2kΩ，三极管的β=50，PCM =200mW，若电阻R2或某 一个二极管开路，三极管是否安全？ +VCC 解：①静态时，电容C2两端的电 R 1 C 1 压等于0.5VCC =5V，调整R1能达到 T1 此要求。 + R2 ②若电阻R2或某一个二极管开路，则 C2 VCC 2U BE D1 I B1 I B 2 3.58mA + R1 R3 uI D2 IC1 IC 2 I B1 179mA u o T 2 P RL T1 P T 2 I C1 U CE1 R3 179mA 5V 895mW PCM 因此，三极管将被烧毁。
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OTL电路
V1和V2交替工作，在RL上可获得正、负半周完整的输出信号波形， 实现了信号的功率放大。
电子技术
4.2 互补对称功率放大器
交越失真
问题：
当输入电压小于死区电压时， 三极管截止，引起 交越失真。 输入信号幅度越小失真越明显。
克服交越失真的思路： iC ICQ1 ICQ2 0
t
电子技术
4.2 互补对称功率放大器
iC1
ui = 0 ui > 0 + uo
V1 、 V2 截止 V1 导通 V2 截止
+ ui
RL
V2 iC1 VEE
io = iE1 = iC1, uO = iC1RL ui < 0 V2 导通 V1 截止
io = iE2 = iC2, uO = iC2RL
电子技术
实用电路：
4.2 互补对称功率放大器
U K = VCC / 2 U C = VCC / 2
V2 导通，C 放电， 当 ui < 0 时： V1导通，C 充电，
V2 的等效电源电压 VCC / 2 。 V1 的等效电源电压 + VCC / 2 。
电子技术
4.2 互补对称功率放大器
2、双电源供电的互补对称功放电路
（OCL ） 基本电路： +VCC V1
电子技术
鹰潭职业技术学院江铜校区
电子技术
张振英
2015年4月
电子技术
第四章：功率放大电路
一、本章主要内容
1、低频功率放大器的概念 2、互补对称功率放大器 3、集成功率放大器
二、本章学习要点
1.低频功率放大器的特点及提高效率的途径 2互补对称功率放大器的工作原理与参数的计算
电子技术
4.1 功率放大电路的基本概念
RB V1 V3
+ C
（2）实用的OTL功放电路 给 V1、V2 提 供静态电压 +VCC 电容 C 的作用：
1）充当 VCC / 2 电源
RB1
+ ui R B2
当 ui > 0 时： +
V4 K
V5 RE + CE V2 RL
– VEE
+ uo
2）耦合交流信号 当 ui = 0 时， V1、V2微导通，工作在甲乙类状态 这时，
电子设备中，常要求放大电路的输出级带动某些负载工作。例如，使仪 表指针偏转，使扬声器发声，驱动自控系统中的执行机构等等。因而要求放 大电路有足够大的输出功率。这种放大电路统称为功率放大器。 低频电压放大器的主要任务是把微弱的信号电压放大，主要是要求它 向负载提供不失真的电压信号。 功率放大器的主要任务是既能输出较高的电压又能输出较大电流， 主要要求它输出足够大的不失真（或失真很小）的功率信号。
1、功率放大的 特殊要求
输出功率Pomax 要大，三极管尽量极限工作 效率 = Pomax / PDC 要高 非线性失真要小 散热问题
电子技术
iC ICQ O
2、功率放大器的分类
iC ICQ O Icm
按工作点位置不同分类,有 Icm 2 iC Icm ICQ 2 t O 乙类（ = ）
给 V1、V2 提 供静态电压
RC3
V3 V4 V2
+VCC
V1 + uo RL
+ ui
V5
RE
当 ui = 0 时，V1、V2 微导通。
VEE
当 ui < 0 （ 至 ），V1 微导通 充分导通 微导通； V2 微导通 截止 微导通。 当 ui > 0 （ 至 ），V2 微导通 充分导通 微导通； V1 微导通 截止 微导通。
按功率放大器输出端特点不同分类: （1）变压器耦合的功率放大器 （2）无输出变压器的功率放大器（OTL电路） （3）无输出电容的功率放大器（OCL电路）
电子技术
4.2 互补对称功率放大器
提示：虽然电容C在工作中 有时充电，有时放电，但 因其容量较大，所以，电 容两端电压基本维持在 VCC/2，起电源的作用。
电子技术
4.3 集成功率放大器
以LM386为例
LM386外形图
LM386引脚图
电子技术
4.3 集成功率放大器
C4为去耦电容，滤掉 电源的高次谐波分量
R1和C1接在引脚1和8 之间可将电压增益调为 任意值
C5为输出耦合电 容
C2为旁路电容
LM386的应用接线图
R2和C3串联构成校正网络用来补偿 扬声器音量电感产生的附加相移，防 止电路自激
电子技术
4.3 集成功率放大器
OCL 电路和 OTL 电路的比较
OCL 电源 信号 频率响应 电路结构 双电源 交、直流 好 较简单
OTL 单电源 交流 fL 取决于输出耦合电容 C 较复杂
电子技术
再见
1、单电源供电的互补对称功放电路
— OTL电路 （1）电路组成及工作原理 1）静态：
由于电路结构对称，所以Uk=VCC/2，因两管均无 偏置，两管均处于截止状态，IBQ=0，ICQ=0，工 作在乙类状态。 ui
ic1
+
2）动态
uo ic1
当ui>0时，V1导通，V2截止，电源VCC通 过V1向电容C充电 当ui<0时，V2导通，V1截止，C（UC=VCC/2） 通过V2放电
t
甲类（ = 2 ） iC
2 t 甲乙类（ < < 2 ）
iC
Q Q
状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。 乙类工作状态失真大，静态电流为零 ，管耗小，效率高。 甲乙类工作状态失真大， 静态电流小 ，管耗小，效率较高。
电子技术
4.1 功率放大电路的基本概念