功率放大电路解析
mos甲类功率放大电路_解释说明以及概述
mos甲类功率放大电路解释说明以及概述1. 引言1.1 概述MOS甲类功率放大电路是一种常用的电子元件，它在许多领域中广泛应用。
本文将对MOS甲类功率放大电路进行深入解读和分析，以及探讨其应用场景和优势。
1.2 文章结构本文共包括五个主要部分：引言、MOS甲类功率放大电路的基本原理、设计与搭建MOS甲类功率放大电路的步骤和要点、实际应用案例分析与讨论，以及结论与展望。
在引言部分，我们将介绍本文的主题，并提供文章结构的概述。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解MOS甲类功率放大电路的工作原理和特点，并提供有关设计、搭建和调试此类电路的步骤和技巧。
此外，通过实际应用案例的分析，读者可以更好地理解该电路在不同领域中的具体应用情景。
接下来，我们将深入探讨MOS甲类功率放大电路的基本原理。
2. MOS甲类功率放大电路的基本原理2.1 MOS甲类功率放大电路的作用与应用场景MOS甲类功率放大电路是一种常见的功率放大电路，主要用于将输入信号的功率进行放大，并驱动负载以输出高功率信号。
它在各种领域中广泛应用，特别适合需要高效能、低失真、高保真度以及较大输出功率需求的电子设备。
下面将介绍该电路的工作原理和特点。
2.2 MOS甲类功率放大电路的工作原理解析MOS甲类功率放大电路由一个MOS管组成，该管在负载上产生需要被放大的信号。
其基本原理如下：当输入信号施加到控制极（即栅极）时，通过控制栅极结间接反型（有P导Amples）来控制D-S通道阻抗从而调整输出量。
当输入信号施加到栅极上时, 控制栅-源（G-S）结区反向偏置，形成了一个受控压阈扭挠稳定冶容且无偏差线性呈现出V贯线性比例过程，与控制栅源间反向压缩指数模型缺菊直线关系。
假设输入信号为正弦波，其通过MOS甲类功率放大电路后，输出信号也将是一个相同频率的放大正弦波。
2.3 MOS甲类功率放大电路的特点和优势分析MOS甲类功率放大电路具有以下特点和优势：1. 高效能：MOS甲类功率放大电路可以达到较高的效能，能够以最小的能耗实现较大的输出功率，从而提供高效能的工作性能。
功率放大电路的分类及特点分析
功率放大电路的分类及特点分析1.B类功率放大电路B类功率放大电路是最常见的功率放大电路之一，特点是具有较高的效率和较大的输出功率。
该电路的工作原理是通过将输入信号分成正半周期和负半周期，并分别由两个互补的输电子管进行放大，然后将两个输出信号进行合并得到最终的输出信号。
由于每个输电子管只工作在一个半周期中，因此可以减小非线性失真，提高效率。
但是B类功率放大电路的缺点是存在交越失真，即输出信号在从负半周期切换到正半周期时可能产生的畸变。
2.A类功率放大电路A类功率放大电路是一种线性的功率放大电路，特点是输出信号与输入信号具有相同的波形。
该电路通过电压放大器和功率放大器的级联来实现。
由于工作在线性区域，A类功率放大电路可以提供极低的失真和良好的信号质量，但相对于B类功率放大电路而言，效率较低。
3.AB类功率放大电路AB类功率放大电路综合了A类和B类功率放大电路的优点，是一种常用的功率放大电路。
该电路结合了A类电路的线性扭矩和B类电路的高效能，可以提供较高的效率和较低的失真。
AB类功率放大电路一般采用两个输电子管，一个在正半周期工作，一个在负半周期工作，通过分别放大两个半周期的输入信号然后进行合并得到最终的输出信号。
4.D类功率放大电路D类功率放大电路是一种特殊的功率放大电路，特点是具有极高的效率和低的功耗。
该电路的工作原理是将输入信号转换为脉冲信号，即将连续的输入信号转换为高频的脉冲信号，然后通过对脉冲信号进行调制和滤波得到最终的输出信号。
D类功率放大电路的优点是功率转换效率高，适用于对功率效率要求较高的应用场合。
但是该电路的缺点是输出信号的失真较大，需要通过合适的滤波器进行处理。
总结起来，功率放大电路根据工作原理和应用特点的不同可以分为几种不同的类别，每种类别都有自己的优点和局限性。
在选择合适的功率放大电路时，需要根据具体的应用需求和限制条件来进行选择。
功率放大电路基础知识讲解
第三章功率放大电路第一节学习要求第二节功率放大电路的一般咨询题第三节乙类双电源互补对称功率放大电路第四节甲乙类互补对称功率放大器第一节学习要求：1．了解功率放大电路的要紧特点及其分类；2．熟悉常用功放电路的工作原理及最大输出功率和效率的计算；3．了解集成功率放大电路及其应用。
本章的重点：OCL、OTL功率放大器本章的难点：功率放大电路要紧参数分析与计算第二节功率放大电路的一般咨询题功放以获得输出功率为直截了当目的。
它的一个全然咨询题确实是基本在电源一定的条件下能输出多大的信号功率。
功率放大器既然要有较大的输出功率，所以也要求电源提供更大的注进功率。
因此，功放的另一全然咨询题是工作效率咨询题。
即有多少注进功率能转换成信号功率。
另外，功放在大信号下的失真，大功率运行时的热稳定性等咨询题也是需要研究和解决的。
一、功率放大电路的特点、全然概念和类型1、特点：(1)输出功率大(2)效率高(3)大信号工作状态(4)功率BJT的散热2、功率放大电路的类型(1)甲类功率放大器特点：·工作点Q处于放大区，全然在负载线的中间，见图5.1。
·在输进信号的整个周期内，三极管都有电流通过。
·导通角为360度。
缺点：效率较低，即使在理想情况下，效率只能到达50%。
由于有I CQ的存在，不管有没有信号，电源始终不断地输送功率。
当没有信号输进时，这些功率全部消耗在晶体管和电阻上，并转化为热量形式耗散出往；当有信号输进时，其中一局部转化为有用的输出功率。
作用：通常用于小信号电压放大器；也能够用于小功率的功率放大器。
(2)乙类功率放大器特点：·工作点Q处于截止区。
·半个周期内有电流流过三极管，导通角为180度。
·由于I CQ=0，使得没有信号时，管耗非常小，从而效率提高。
缺点：波形被切掉一半，严峻失真，如图5.2所示。
作用：用于功率放大。
(3)甲乙类功率放大器特点：·工作点Q处于放大区偏下。
功率放大器原理及电路图PPT课件
uA=（EC-UCES1） 。
ωt
VT2 ub2
ic2
RL uL
ui负半周时VT2管饱和导通，VT1管截止。VT2管的直流电源由电容C上充 的电尽荷管供每给管，饱u和A=导U通CE时S2的≈0电流很大，但相应的管压降很小，这样，每管的管 耗就很小，放大器的效率也就很高
uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和RL串联谐振回路调谐 在输入信号的角频率ω上，且回路的Q值足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角频 率为ω的余弦波，RL上可得相对输入信号不失真的输出功率。
0.5fβ fβ 0.2fT fT
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1 高频功率放大器的动态特性
1、 放大区动态特性方程 当放大器工作在谐振状态时，其外部电路电压方程为：
若设： ub Ubm cost
ic
由上两式消除cos t 可得：
uBE
U BB
Ubm
EC uce U cm
又利用晶体管的内部特性关系式（折线方程）：
Icmax
ic
ic1
ic2 ic3
Ico
ωt
θc
θc
其中各系数分别为：
1
I co 2
icd (t )
I cmax
sinc c cosc ) 1 cosc
I cmax 0
c
1
I cm1 2
c c
ic
costd(t )
1
I cmax (
c
sin c cos c 1 cos c
(4)不能用线性模型电路分析，一般采用图解法分析和折线法
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功率放大器按工作状态分类：
A（甲）类：导通角为 180o
第5讲-功率放大电路
5.4 实际功率放大电路分析
5.4.4 功率放大器应用中的几个问题
在功率放大器的实际工作中，为了电路特别是功放管的安 全，有一些问题应当引起注意。 1.供放管放热
通常的散热措施是给功放管加装散热片，在功放电路中， 尤其是中、大功率的功放电路中，必须按照要求给功放管加散 热片（板）。 2.功放管的二次击穿
功放电路的最大不失真输出功率，是指在正弦信号输入 下，失真不超过额定要求时，电路输出的最大信号功率，用放
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5.2 甲类功率放大电路
大电路的最大输出电压有效值和最大输出电流有效值的乘积来 表示。 2）效率η
功率放大器的效率是指负载得到的信号功率和电源供给的 功率之比。 3）管耗
管耗即功放管消耗的功率，它主要发生在集电结上，称为 集电极耗散功率PT。
第5章 功率放大电路
5.1 功率放大电路概述 5.2 甲类功率放大电路 5.3 互补对称功率放大电路 5.4 实际功率放大电路分析
5.1 功率放大电路概述
5.1.1 功率放大电路的特点
1.要求输出足够大的功率 所谓最大输出功率是指在输入正弦波信号下，输入波形不
超过规定的非线性失真指标时，功放电路最大输出电压和最大 输出电流有效值的乘积，其表达式为Pomax=IomUom 2.效率要高
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5.4 实际功率放大电路分析
在大电压大电流情况下工作的功放管，要设法避免或减少 二次击穿的发生，缩短一二次击穿的时间，其主要措施是：通 过增大管子的功率容量、改善管子的散热状况等保证管子工作 在安全区之内；避免由电源剧烈波动、输入信号突然加强以及 负载开路、短路等原因引起的过流和过压现象；在负载两端并 联保护二极管，防止感性负载造成功率管过压或过流，在功放 管的C、E端并联稳压管可吸收瞬时过电压。 3.功放管的过压过流保护
功率放大电路
i
＋VCC
Ｔ ic1 １
u
o
ui > 0V ui 0V
Ｔ ic2
－
R
L
２
VCC
T1、T2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。
当输入信号处于正半周时，且 幅度远大于三极管的开启电压，此 时NPN型三极管导电，有电流通过 负载RL，按图中方向由上到下，与 假设正方向相同。 当输入信号为负半周时，且幅度远 大于三极管的开启电压，此时PNP型三 极管导电，有电流通过负 载RL，按图中 方向由下到上，与假设正方向相反。于 是两个三极管一个正半周，一个负半周 轮流导电，在负载上将正半周和负半周 合成在一起，得到一个完整的不失真波 形。
二、复合管互补功率放大电路
1、复合管 (P123) 推动管
IB IC1
输出管
IC
IC2
IE1 =IB2
IE
I C I C 1 I C 2 1 I B 1 2 I B 2 1 I B 1 2 I E 1
1 I B 1 2 ( 1 1 ) I B 1 ( 1 2 1 2 ) I B 1 1 2 I B1
• 静态功率大，效率低
9.3 乙类功率放大器
一、电路组成
+Vcc
RB C1
+ Rs us c + b e RE T + C2 + uo R L _
+
-
ui _
+Vcc
RB + ui EB
c
b
e RE
T + uo R L _ +Vcc
功率放大电路的原理
功率放大电路的原理功率放大电路是一种将输入信号的功率放大到较大输出功率的电路。
它通常用于音频放大器、射频放大器、高能物理实验和通信系统中等需要放大电信号功率的应用。
理解功率放大电路的原理对于电子学的学习和应用非常重要。
功率放大电路的原理可以通过如下几个方面来解释。
1. 功率放大器的基本组成功率放大电路通常由两个主要部分组成：输入级和输出级。
输入级接收输入信号，并将其转换为电流或电压信号。
接下来，输出级将输入信号的功率放大并驱动负载。
功率放大电路还包括反馈网络，用于稳定放大器的增益和频率特性。
2. 功率放大器的工作原理功率放大器的工作原理主要基于放大器的基本特性：放大信号的幅度和功率。
输入信号首先经过输入级，其中采用了特定的电路，如晶体管、场效应晶体管(FET)或功率放大管。
输入级将输入信号转化为电流或电压信号，然后将其传递到输出级。
输出级的任务是通过放大电流或电压信号，使其具有更大的功率以驱动负载。
输出级通常采用功率放大器管来实现，如晶体管、功率MOSFET或功率集成电路。
输出级还可能包含变压器或耦合器，以适应电源和负载之间的阻抗匹配。
3. 功率放大电路的工作类别功率放大电路可以根据其工作类别划分为不同类型，包括A类、B类、AB类、C类等。
这些类别是根据放大器输出管工作区域的不同部分来定义的。
- A类功率放大器是最常见的类型，其输出管在整个输入信号周期内均工作。
这意味着功率放大器的输出管处于线性工作状态，可以提供较好的信号放大。
- B类功率放大器使用了两个输出管，分别处理输入信号的正半周和负半周。
这种设计可以提高功率效率，但在两个输出管之间需要进行切换，可能引入一定的失真。
- AB类功率放大器是A类和B类功率放大器的折衷型。
其输出管在整个输入信号周期的大部分时间内工作，以提供更高的效率和更低的失真。
- C类功率放大器的输出管仅在输入信号的一部分周期内工作。
这个周期通常位于输入信号的正弦波的一个较小的部分，以提供高效的功率放大。
功率放大电路知识梳理
功率放大电路知识梳理一、功率放大电路的特点、基本概念和类型1、特点：(1) 输出功率大(2) 效率高(3) 大信号工作状态(4) 功率BJT的散热2、功率放大电路的类型(1) 甲类功率放大器特点：·工作点Q处于放大区，基本在负载线的中间，见图5.1。
·在输入信号的整个周期内，三极管都有电流通过。
·导通角为360度。
缺点：效率较低，即使在理想情况下，效率只能达到50%。
由于有I CQ的存在，无论有没有信号，电源始终不断地输送功率。
当没有信号输入时，这些功率全部消耗在晶体管和电阻上，并转化为热量形式耗散出去；当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率。
作用：通常用于小信号电压放大器；也可以用于小功率的功率放大器。
(2) 乙类功率放大器特点：·工作点Q处于截止区。
·半个周期内有电流流过三极管，导通角为180度。
·由于I CQ=0，使得没有信号时，管耗很小，从而效率提高。
缺点：波形被切掉一半，严重失真，如图5.2所示。
作用：用于功率放大。
(3) 甲乙类功率放大器特点：·工作点Q处于放大区偏下。
·大半个周期内有电流流过三极管，导通角大于180度而小于360度。
·由于存在较小的I CQ，所以效率较乙类低，较甲类高。
缺点：波形被切掉一部分，严重失真，如图5.3所示。
作用：用于功率放大。
返回第三节乙类双电源互补对称功率放大电路一、电路组成在图5.4所示电路中，两晶体管分别为NPN管和PNP管，由于它们的特性相近，故称为互补对称管。
静态时，两管的I CQ=0；有输入信号时，两管轮流导通，相互补充。
既避免了输出波形的严重失真，又提高了电路的效率。
由于两管互补对方的不足，工作性能对称，所以这种电路通常称为互补对称电路。
二、分析计算1. 输出特性曲线的合成因为输出信号是两管共同作用的结果，所以将T1、T2合成一个能反映输出信号和通过负载的电流的特性曲线。
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4.1 功率放大器的特点及要求
4.功率放大器的主要研究对象
（1）输出功率要足够大
Po=IoUo
Uom 2
Iom 2
=
1 2
IomUom
式中Io、Uo分别为负 载RL上的正弦信号的 有效值。
式中Iom、Uom分别为 负载RL上的正弦信号 的振幅值。
4.功率放大器的主要研究对象 （2）效率要高 所谓效率就是负载得到的有用信号功率 和电源供给的直流功率的比值。
2、了解功率放大电路的特殊问题——效率和失真以及解 决这类问题的方法；
3、理解下列概念：最大不失真输出功率，效率，互补， 交越失真。
4、了解集成功放及其应用。
第4章 功率放大电路
4.1 功率放大器的特点及要求 1.什么叫功率放大器
信号源
输入级
中间级
输出级
负载
多级放大电路 功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的 放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电 流。管子工作在接近极限状态。
4.2.1 双电源互补对称电路（OCL电路）
2. 指 标 计 算
i0 I cm1
iC1
t Uces1
I cm2
最大不失真输出电流 Iom= Icm1 = Icm2
Q UCC
Uces2
uCE1 uCE2
Ucem1
iC2 uCE1
uCE2
最大不失真输出电压 Uom= Ucem1 = Ucem2
Ucem2
1.提高电源电压 选用耐压高、容许工作电流和耗散功率
大的管子。 随着大功率MOS管的发展，也可选用－
VMOS管作功率管。由于它在相同的电源电 压作用下可以输出更大的功率，因而目前得 到越来越广泛的应用。
2.改善器件的散热条件
例如低频大功率管3AD6在不加散热 片时，允许的最大功耗Pcm仅为1W，加 上120mm×120mm×4mm的散热片后， 其Pcm可达到10W。 3.选择最佳负载
t
双电源互补对称电路的图解分析
(1)输出功率Po (实际功率）
(1) 功甲率类放：大电路按其静态工作点在负载线上所处 位置静不态同工输，作入或点正按设弦输置信入在号正直在弦流U一SC信负个/R号载E周在线I期c 一的内个中功周间放期部管内分均功，导放功通管放，管或 的导的通导角通来角分为，36可0°;分失为真甲小类，、但乙效类率和低甲。乙类等类型. ib
Q
uo
一般直接驱动负载，带载能力要强。
4.1 功率放大器的特点及要求
2.功率放大器与电压放大器的区别
电压放大器
功率放大器
输入信号
信号小
信号大
完成任务 电压放大
功率放大
主要指标 Au 、 ri 、 ro 分析方法 微变等效电路法
Po、η 图解法
应用
多级放大电路的 多级放大电路的
中间级
输出级
3. 功率放大电路的类型
改变功放管的工作状态
如果Q点降至最低， IC=0，则静态功耗 也为0，输出效率 大大提高。
三极管只在输入信 号的半个周期内导 通，另半个周期处 于截止，称乙类放 大。
产生的新问题： 输出波形产
生严重的失真。
4.2 互补对称功率放大电路
4.2.1 双电源互补对称电路（OCL电路）
1.电路的结构特点 (1)由NPN型、PNP型三极
4.1.3 提高效率的方法 ―主要取决于功放管的工作状态
➢ 降低静态功耗，即减小静态电流。
PE＝ICQUCC
Po＝
1 2
ICQUCC
η＝ PPoE×100%
＝50%
产生的问题： 管耗大效率低
三极管在输入信号的整个周期内都处于导通状态，称为甲类放大。
R1
UB
r
UCC
Tr
uo/
T2
RL uo
UCEQ
η ＝ PPoE×100%
式中PE是直流电源UCC向电路 提供的功率。
（3）非线性失真要小 输出功率和非线性失真成为一对主要矛
盾。 测量设备和电声设备中―非线性失真这
个问题显得比较重要。 控制电动机等场合―输出功率为主要目
的，对非线性失真的要求就降为次要问题。
（4）器件散热要好
4.1.2 提高输出功率的方法
管构成两个对称的射极
+UCC V1
NPN型
输出器对接而成。
ui
(2)双电源供电。
PNPR型L
uo
(3)输出端不加隔直流电容(OCL)。 V2
-UEE
OCL: Output CapacitorLess
2. 工作原理（设ui为正弦波）
静态分析： UEQ＝ UBQ＝0 ui = 0V V1、V2均不工作
uo
USC
uce
t
2. 功率放大电路的类型
(2) 乙类： 输入正iC弦信号在一个周期内功放管仅导ib通半个周
期，或静态工作点设置在截止区的边缘，功放管导通 角为180°;效率高，但严重失真。
Q
vCE
ωt
2. 功率放大电路的类型
(3) 甲乙类： 输入正弦信号在一个周期内功放管导通半个多
周期，静态工iC 作点设置在放大区但靠近截止区i，b 180°<导通角<360° ;效率高，可以消除交越失真。
uo = 0V 动态分析：
ui > 0V
V1导通，V2截止 ui
iL= ic1
ui 0V
V1截止，V2导通
iL=ic2
+UCC V1
ic1
iL RL
uo
V2
ic2
-UEE
由于V1、V2互相弥补对方的不足，称互补对称电路
两只管子交替导通180°，两路电源交替供电，双向跟随。
4.2 互补对称功率放大电路
107 ~ 1014 较高
输出电阻 热稳定性
rce很高 差
rds很高 好
制造工艺 较复杂，不易集成 适宜大规模集成，成本低
对应电极
B—E—C
G—S—D
第4章 功率放大电路
4.1 功率放大电路的特殊问题 4.2 乙类互补对称功率放大电路
教学要求
1、掌握乙类功放的工作原理和功率参数计算及存在的问 题以及甲乙类功放电路的构成；
双极型和场效应型三极管的比较
载流子
双极型三极管
多子扩散少子漂移 双极型
单极型场效应管
多子漂移--单极型
控制方式 电流控制（iB控制iC） 电压控制 （uGS控制iD）
类型
NPN和PNP 结型和MOS型、N沟道和P沟道
放大参数 输入电阻
20 ~ 200
102 ~ 104 较低
gm 1 ~ 5mA/V
iC Байду номын сангаас mA
A
I CQ
PO
B
Q
PE
0
Uces
0
UCC
R2
Cb
Re
Ce
2c 2π
t
Uom
(b)
(a) 图4-2 变压器耦合甲类功率放大器
1 r
1 RL/
iB 0μA
2UCC u CE / V
u CE / V
Po 1 IcmUom 0.5
PE 2 ICQUCC Q
在理想情况下，甲类放大电路 的效率最高也只能达到50%。