4.1.1 功放电路基础知识(4课时)
功率放大器的基本知识
功率放大器的基本知识一般视听电路中的功率放大（简称功放）电路是在电压放大器之后，把低频信号再进一步放大，以得到较大的输出功率，最终用来推动扬声器放音或在电视机中提供偏转电流。
一、功率放大电流的特点对功放电路的了解或评价，主要从输出功率、效率和失真这三方面考虑。
1、为得到需要的输出功率，电路须选集电极功耗足够大的三极管，功放管的工作电流和集电极电压也较高。
电路设计使用中首先要考虑怎样充分地发挥三极管功能而又不损坏三极管。
由于电路中功放管工作状态常接近极限值，所以功放电流调整和使用时要小心，不宜超限使用。
2、从能耗方面考虑，功放输出的功率最终是由电源提供的，例如收音机中功放耗电要占整机的2/3，因此要十分注意提高电路效率，即输出功率与耗电功率的比值。
3、功放电路的输入信号已经几级放大，有足够强度，这会使功放管工作点大幅度移动，所以要求功放电路有较大的动态范围。
功放管的工作点选择不当，输出会有严重失真。
二、常用功率放大电路的原理单只三极管输出的功放电路输出小、效率低，日用电器中已很少见。
目前常采用的是推挽电路形式。
图1是用耦合变压器的推挽电路原理图。
它的特点是三极管静态工作电流接近于零，放大器耗电及少。
有信输入时，电路工作电流虽大，但大部分功率都输出到负载上，本身损耗却不大，所以电源利用率较高。
这个电路中每只三极管只在信号的半个周期内导通工作，为避免失真，所以采用两只三极管协调工作的方式。
图中输入变压器B1的次级有一个接地的中心抽头。
在音频信号输入时，B1次级两个大小相等、极性相反的信号分别送到BG1和BG2的发射结。
在输入信号的正半周时间里，BG1管因加的是反向偏压而截止，只有BG2能将信号放大，从集电极输出；而在信号负半周，BG1得到正高偏压，能将这半个周期的信号放大输出，而BG2却截止。
电路中的两只三极管虽然各自放大了信号的半个同期，但它们的输出电流是分先后通过输出变压器B2的，所以在B2的次级得到的感应电流又能全成一个完整的输出信号。
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问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主要特点及其分类；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：功率放大电路主要参数分析与计算第二节功率放大电路的一般问题功放以获得输出功率为直接目的。
它的一个基本问题就是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，当然也要求电源供给更大的注入功率。
因此，功放的另一基本问题是工作效率问题。
即有多少注入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问题也是需要研究和解决的。
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。
《功放电路学习》课件
效率低但音质好
详细描述
甲类功放电路的效率相对较低，但其输出信号的失真度较小，音质较好，适用于需要高保真度音质的 应用场景。
乙类功放电路
总结词
效率高但信号失真大
详细描述
乙类功放电路的效率较高，但输 出信号的失真度较大，音质相对 较差，适用于需要高功率输出的 应用场景。
甲乙类功放电路
《功放电路学习》课 件
目录
CONTENTS
• 功放电路概述 • 功放电路的类型与特点 • 功放电路的设计与优化 • 功放电路的应用与实例 • 功放电路的常见问题与解决方案
01
功放电路概述
功放电路的定义与作用
总结词
理解功放电路的定义和作用是学习的基础
详细描述
功放电路是一种将微弱的电信号放大成大功率信号的电子电路，广泛应用于音 频放大、通信、雷达等领域。它能够将微弱的电信号通过放大器转换成足够大 的功率信号，以驱动扬声器或其他负载。
功放电路的设计原则
匹配性原则
确保输入和输出阻抗之 间的良好匹配，以减少
信号损失和失真。
稳定性原则
确保功放电路在各种工 作条件下都能稳定运行
，避免自激振荡。
高效性原则
优化电路设计，降低能 耗，提高功放效率。
可靠性原则
选用高质量的元件，合 理布局，降低故障率。
功放电路的优化方法
01
02
03
04
元件参数优化
不同类型的功放电路适用于不同场合的音响系统，例如，家用音响、专业录音棚、 公共广播等。
功放电路的性能指标直接影响音响系统的音质，如失真度、动态范围、输出功率等 。
功放电路在电视接收机中的应用
放大器基础PPT课件
vo ii
22
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理想放大器性能特点
电压放大器： Ri 、Ro 0、 Av 大且不随 RL 和信号源而变化。
电流放大器： Ri 0、Ro 、 Ai 大且不随 RL 和信号源而变化。
互导放大器： Ri 、Ro 、Ag 大且不随 RL 和信号源而变化。
互阻放大器： Ri 0、 Ro 0、 Ar 大且不随 RL 和信号源而变化。
A( j ) A( )ejA ( )
25
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▪ 波特图
在半对数坐标纸上描绘的频率特性曲线即波特图。
幅 A( f )(线性刻度)
频 AI 特 AI 性2
相
O
A(
f
)f(L 线性刻度)
频
增益分贝值：
A( ) 20 lg A( ) dB
通频带：
(f对H 数f /H刻z度)
增益下降到
1 2
20
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增益(放大倍数)
放大器的增益：
A = xo / xi
即放大器输出信号变化量与输入信号变化量的比值。
不同类型放大器输入、输出电量不同，故增益的含义不同。
➢电压放大器
电压增益： Av 开路电压增益：
vo vi
RS
Avt
vot vi
vo vi
vot vo
Av (1
Ro ) RL
Ri Ri1
Ro Ro2
24
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4.2.2 放大器的失真
放大器的失真是指输出信号不能重现输入信号波形
的一种物理现象。
失真类型
线性失真 非线性失真
频率失真 瞬变失真
频率失真
一般而言，放大器中含有电抗元件。在正弦信号激 励下，不同频率呈现不同电抗，因而放大器增益应为频 率的复函数：
功率放大器(功放)知识讲解
功放基本知识：功放俗称“扩音机”他的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，推动音箱放声。
一套良好的音响系统功放的作用功不可没。
功放是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源（专业音响系统中则是来自调音台）的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。
功率放大器简称功放，可以说是各类音响器材中最大的一个家族了，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。
由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。
分类：按功放中功放管的导电方式不同，可以分为甲类功放（又称A类）、乙类功放（又称B类）、甲乙类功放（又称AB类）和丁类.功放（又称D类）。
甲类功放是指在信号的整个周期内（正弦波的正负两个半周），放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止（即停止输出）的一类放大器。
甲类放大器工作时会产生高热，效率很低，但固有的优点是不存在交越失真。
单端放大器都是甲类工作方式，推挽放大器可以是甲类，也可以是乙类或甲乙类。
乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器，每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。
乙类放大器的优点是效率高，缺点是会产生交越失真。
甲乙类功放界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。
甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。
丁类功放也称数字式放大器，利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号，具有效率高，体积小的优点。
许多功率高达1000W的丁类放大器，体积只不过像VHS录像带那么大。
这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器，但在有源超低音音箱中有较多的应用。
按功放输出级放大元件的数量，可以分为单端放大器和推挽放大器。
单端放大器的输出级由一只放大元件（或多只元件但并联成一组）完成对信号正负两个半周的放大。
功放原理及基础知识
功放原理及基础知识功放（Power Amplifier）是指将输入的信号放大后输出的一种电子设备，它在音响系统、无线通信系统、雷达系统等领域中都有着重要的应用。
功放的原理和基础知识对于电子工程师和音响爱好者来说都是非常重要的，下面我们将详细介绍功放的原理及基础知识。
首先，我们来看一下功放的工作原理。
功放的工作原理主要是通过控制输入信号的大小，使得输出信号的幅度得到放大。
一般来说，功放可以分为A类、B类、AB类、D类等不同的工作方式。
其中，A类功放是最常见的一种，它的工作原理是通过控制输入信号的大小，使得输出信号的电流和电压都能得到放大。
而B类功放则是通过将输入信号分成正半周和负半周，分别由两个管子来放大，最后再将两个半周的信号合并输出。
AB类功放则是A类和B类功放的结合，它可以在保证音质的情况下提高功率输出。
而D类功放则是通过数字PWM技术来控制输出信号的，它的效率非常高，适合于一些对功率要求较高的场合。
其次，我们来了解一下功放的基础知识。
功放的基础知识主要包括功率、失真、频率响应等方面。
功率是功放的一个重要参数，它决定了功放可以输出的最大功率。
失真则是指输出信号与输入信号之间的差异，失真越小，功放的音质就越好。
频率响应则是指功放在不同频率下的输出能力，它决定了功放在不同频率下的表现。
此外，还有一些其他的基础知识，比如输入阻抗、输出阻抗、静态工作点等，它们都是功放设计和应用中需要考虑的因素。
总之，功放作为一种重要的电子设备，在各个领域都有着广泛的应用。
了解功放的原理和基础知识，可以帮助我们更好地设计和应用功放，提高系统的性能和稳定性。
希望本文所介绍的内容对大家有所帮助，谢谢阅读！。
《模拟电子技术基础》教学课件 4.1功率放大电路概述
4.1 功率放大电路的概述 1.定义
4.1 功率放大电路的概述 4.2 双电源乙类功率放大电路 4.3 甲乙类功率放大电路 4.4 集成功率放大器
以提供给负载足够大的功率为目的的放大电路称为功率放大电路，简称功放。
输入信号
输入级
中间级
直流偏置电路
输出级
负载
4.1 功率放大电路的概述
（5）考虑极限参数ICM、PCM、U(BR)CEO
由于功率管工作在接近于极限工作状态，必须考虑它的极限参数。
4.1 功率放大电路的概述
3.功率放大电路与电压放大电路比较 共同之处：
从能量控制的观点来看，没有本质的区别。 放大电路实质上都是能量转换电路。
不同之处：
它们要完成的任务是不同的。
①输入信号幅值不同
②动态指标不同
③分析方法不同
④散热和保护问题
4.1 功率放大电路的概述
4．功率放大电路的分类
iC
乙类放大：
θ＜π
O
iC
iC
iC
ICQ=0 tOຫໍສະໝຸດ Q uCE甲乙类放大：
ICQ
Q
π＜θ＜2π
O
tO
uCE
iC
iC
甲类放大：
在输入信号的整个周期内都有电流
ICQ
流过功率管。导电角θ=2π
O
Q
O
t
uCE
4.1 功率放大电路的概述
5. 功率放大电路的技术指标
①输出功率尽可能大 ②提供尽可能高的效率 ③非线性失真要小 ④应注意合理选择和正确使用功率管
iC
iC
ICQ
Q
O
O
t
uCE
功放知识点总结大全
功放知识点总结大全功放的种类有很多，根据应用领域和功率大小的不同，可以分为家用功放、汽车功放、专业音频功放等。
根据工作原理的不同，功放可以分为晶体管功放、真空管功放等。
不同类型的功放在结构和工作原理上有一定的差异，下面将对功放知识点进行详细介绍。
一、功放的分类1.1 按功率大小分类从功率的大小来看，功放可以分为低功率功放、中功率功放和高功率功放。
低功率功放适用于家庭音响、耳机放大器等小功率应用；中功率功放适用于小型演出、酒吧、KTV等场所；高功率功放适用于大型音响系统、演唱会、舞台表演等大功率应用。
1.2 按工作原理分类根据工作原理的不同，功放可以分为A类功放、B类功放、AB类功放、D类功放、甲类功放等。
不同类型的功放在音质、效率、失真等方面有各自的特点。
1.3 按应用领域分类根据应用领域的不同，功放可以分为家用功放、汽车功放、专业音频功放等。
不同领域的功放在结构和功能上有所区别，适用于不同的场景和需求。
二、功放的工作原理2.1 晶体管功放晶体管功放是利用晶体管的放大特性来进行信号放大的一种功放。
晶体管功放通常包括输入级、中间级和输出级，信号经过不同级别的放大后，最终驱动扬声器发出声音。
晶体管功放在音质上具有较好的表现，但功率效率相对较低。
2.2 真空管功放真空管功放是利用真空管的放大特性来进行信号放大的一种功放。
真空管功放的音质表现很好，暖音、丰满的声音是其特点，因此被广泛应用在HIFI音响系统中。
但真空管功放体积大、功率低、易损坏，成本较高。
2.3 收音机式功放收音机式功放是一种结构简单、功率较低的功放，通常用于收音机、小型音响等场合。
它的特点是结构简单、成本低廉，适合小功率应用。
2.4 D类功放D类功放是近年来发展起来的一种高效率功放，其工作原理是利用PWM（脉宽调制）技术将模拟信号转换为数字信号，再通过输出电路将脉冲信号转换为模拟信号输出到扬声器。
D类功放的优点是效率高、发热小，适合大功率应用。
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二、OCL功率放大电路
1. 互补对称式推挽OCL电路
（1）电路结构 OCL： 输出端无 电容
互补对称：
采用NPN及PNP对管
双电源供电，ＩＢＱ＝０ 输入输出采用直接耦合 互补对称式射极输出电路
1. 互补对称式推挽OCL电路
（2）工作原理
静态时： 中点电位为0
两管零偏，截止（乙类）
＋VCC
Ｖ １
i c1
场效应管的分类
N沟道 P沟道 N沟道 P沟道
增强型 耗尽型 增强型 耗尽型
绝缘栅场效应管
(MOSFET)
FET分类：
结型场效应管
(JFET)
1. 结型场效应管
（1）结型场效应管的结构（以N沟道为例）
漏极d
-
- d
g
栅极g
- d
g
-
p+
p+
-
s N沟道
-
s P沟道
N
源极 s
-
（2）工作原理
无外加电压时，存在沟道 ①当uGS=0时，导电沟道最宽， id=IDSS（饱和电流）
一、功率放大电路概述
什么是功率放大器？
在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一 个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针 偏转等。 推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大 功率的放大器称为功率放大器。
例： 扩音系统
信 号 提 取
电 压 放 大
功 率 放 大
1. 功放电路的特点与基本要求
uGS= 0V =0V
g
p+
p+
VDD
uuGS = -1V GS=-1V
uGS = -2V uGS= -3V
VGG
s
u
DS
设：UGS(off)= -3V
四个区：
（a）可变电阻区
可变电阻区
i D (mA)
恒流区
uGS= 0V
（预夹断前）。
（b）恒流区也称饱和
击穿区
uGS = -1V uGS = -2V uGS= -3V
u
DS
区（预夹断 后）。
恒流区的特点： △ iD /△ uGS = gm ≈常数 即： △ iD = gm △ uGS （放大原理） （c）夹断区（截止区）。
截止区
（d）击穿区。
（2）转移特性曲线： iD=f（ uGS ）│uDS=常数 可根据输出特性曲线作出移特性曲线。 例：作uDS=10V的一条转移特性曲线：
（1）特点
以输出足够大的功率为主要目的
大信号输入，动态工作范围大
通常采用图解分析方法 分析的主要指标：输出功率、效率、非线性失真等
（2）基本要求 足够大的输出功率 效率高 非线性失真小 功放管采取散热等保护措施
2. 功放电路的分类
(a)甲类工作状态
(b)乙类工作状态
iC
0
iC
Q
iC
IB=0
iC
Q
t
0
uCE
0
t0
uCE
IB=0
(c) 甲乙类工作状态
iC
iC
Q
IB=0
0
t0
uCE
分类演示
3. 低频功放的主要性能指标
（1）最大输出功率ＰＯm
P om U
om
（2）效率η
输出 功率
´
I om 2
2 1 U 2
om
I om
Po PV
电源提 供功率
（3）非线性失真系数ＴＨＤ
1 2 2 THD I m 2 I m 3 I m1 1 2 2 U m 2 U m 3 U m1
（4）交越失真与OCL实用电路 交越失真：
ui 输入信号必须大于三极 管发射结的死区电压才 导通，所以输出波形正 负半周交界处产生失真
t
uo
交越失真
t
解决办法： 静态时，使 V1、V2处于 微导通状态（甲乙类）
失真演示
（4）交越失真与OCL实用电路 OCL实用电路：
V1和V2基极偏置由IC3在 VD1、VD2、RP上产生的 电压降提供。
ui
动态时： （设ui为正弦波）
ui 正半周: Ｖ1导通，Ｖ2截止 ui 负半周: Ｖ1截止，Ｖ2导通－ Nhomakorabeauo
ic2 Ｖ ２
RL
VCC
一个周期内，两只管子轮流导通，在负载上得到一 个完整的正弦波。
（3）图解分析
iC
1
分析演示
UCES
Q VCC
UCES
uCE
Uom
iC
2
负载上的最大不失真电压为Uom=VCC- UCES≈ VCC
动态时： （设ui为正弦波）
ui 正半周:
ui 负半周:
Ｖ1导通，Ｖ2截止，电容Co充电
Ｖ1截止，Ｖ2导通，电容相当于电源
1. 互补对称式推挽式OTL电路 （3）实用电路
电路组成及工作原理：
无信号时，C2上充得的电压为
1/2VCC(视为恒压源)，相当于
V2、V3供电为1/2Vcc
电路分析：
思考与自学
在漏源间加电压uDS ，令uGS =0 由于uGS =0，所以导电沟道最宽。 ①当uDS=0时， iD=0。 ②uDS↑→iD ↑ →靠近漏极处的耗尽层加宽， 沟道变窄，呈楔形分布。 ③当uDS ↑，使uGD=uG S- uDS=UP时， 在靠漏极处夹断——预夹断。 ④uDS再↑，预夹断点下移。 预夹断前， uDS↑→iD ↑。 预夹断后， uDS↑→iD 几乎不变。
d d d
id iidd
g
p+ p+ p+ p+ N N
p+ p+ p+
VDD VDD DD
s s
（3）栅源电压uGS和漏源电压uDS共同作用 iD=f（ uGS 、uDS）,可用两组特性曲线来描绘。
3、 结型场效应管的特性曲线 （1）输出特性曲线： iD=f（ uDS ）│uGS=常数
d
id
i D (mA)
ddd
②uGS必须为负电压， uGS的大小可控制id的大小
当│uGS│↑到一定值时 ，沟道 会完全合拢。id=0
定义： 夹断电压UGS(off)——使导电沟道 完全合拢（消失）所需要的栅源 电压uGS。
VGG VGGVGG
g g g
p+ p+ p+
p+ p+ p+
NNN
s s s
（2）漏源电压对沟道的控制作用
项目四 功放电路的制作与调试
本次课主要内容
功率放大电路概述 OCL功率放大电路 OTL功率放大电路 场效应管基础知识
新课引入
1.项目三电路制作与调试情况总结 2.已学放大电路特点总结
3.本项目说明
自学内容与思考
一、什么是功率放大电路？特点？对功率放大电路的基 本要求？ 二、按照三极管静态工作点状态不同，功率放大电路有 哪几类？各有什么特点？（在输入信号的一个周期 内，三极管状态如何？失真与效率？） 三、 功放的主要性能指标？ 四、什么是OCL？电路结构？特点？（静态？动态？） 五、什么是OTL？电路结构？特点？（静态？动态？）
VD1、VD2具有温度补偿 VD1、VD2、RP支路不能开路
三、OTL功率放大电路
1. 互补对称式推挽OTL电路
（1）电路结构
乙类互补对称式推挽式OCL电路
乙类互补对称式推挽式OTL电路
1. 互补对称式推挽OTL电路
（2）工作原理
静态时： 调整Rp，使得中点电位为Vcc/2 两管零偏，截止（乙类）
1. 图中所示为什么器件？具体属 于那种类型？
2. 该器件的工作特性如何？ 3. 该器件的典型工作电路分析？ 4. 使用该器件比用三极管有什么 优势？
5. 图中所示功率放大电路工作 原理分析？
四、场效应管基础知识（P73）
三极管简称BJT，有两种载流子参与导电，是一种电流 控制器件(iB~ iC)。 场效应管（简称FET），仅由多数载流子参与导电， 是一种电压控制电流器件（ uGS~ iD )。 FET的特性： 输入电阻极高，噪声低，温度特性好，制造工艺简单， 便于大规模集成，广泛应用于集成电路中。
i D (mA) i D (mA)
4 3 2 1
uGS= 0V uGS= -1V uGS= -2V uGS= -3V
u
DS (V)
4 3 2 1
u
10V
-4 -3 -2 -1 0
GS
(V)