模电第八章
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最新模电课件 第八章
1.写出 i(t) 表达式；2.求最大值发生的时间t1
解 i(t)10 co 0 1s3t0 (y)
t0 5 0 1c 0y o 0s
100 i
yπ 3
y π 50
t
3
由于最大值发生在计时起点右侧
o t1
i(t)10c0o1s0 3(tπ) 3
当103t1π3 有最大值t1＝1π033＝1.04m 7 s
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例 计算下列两正弦量的相位差。
解 (1) i1(t)1c0o1s0π (t03π4)
结论
i2(t)1c0o1s0π (t0π2) 两个正弦量
(2) ii21((ttj )) 3 1 1 j π 4 s0 c0 5 iπ o ( 1 n14 π s 0 (2 0(π ) 2 π 0 π t0 t5 π 1 3 4 3 050 π )0 )4进 较 同行 时 频相 应 率位 满 、比 足 同 (3)i2( uut1i2 ) (2 (t( tj )j t) )1 11 3 c 3 3 c0 0 c c0 000 o o 0 o 1 (o 1 1 2 (ss 1 s 01 (s 0 0 π π (0 π 0 π t0 t0 (t5 )0 t( 0 )5 0 1 0 3 1 1 0 41 003 )05 0 0 0)5 0 2 )0 ) 不5能0 函 号5 0 w比，数1较且、相在同w位主符2差
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正弦电流电路 激励和响应均为同频率的正弦量的线性电路
（正弦稳态电路）称为正弦电路或交流电路。
研究正弦电路的意义 1.正弦稳态电路在电力系统和电子技术领域 占有十分重要的地位。
优 ①正弦函数是周期函数，其加、减、求导、 点 积分运算后仍是同频率的正弦函数；
解 i(t)10 co 0 1s3t0 (y)
t0 5 0 1c 0y o 0s
100 i
yπ 3
y π 50
t
3
由于最大值发生在计时起点右侧
o t1
i(t)10c0o1s0 3(tπ) 3
当103t1π3 有最大值t1＝1π033＝1.04m 7 s
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例 计算下列两正弦量的相位差。
解 (1) i1(t)1c0o1s0π (t03π4)
结论
i2(t)1c0o1s0π (t0π2) 两个正弦量
(2) ii21((ttj )) 3 1 1 j π 4 s0 c0 5 iπ o ( 1 n14 π s 0 (2 0(π ) 2 π 0 π t0 t5 π 1 3 4 3 050 π )0 )4进 较 同行 时 频相 应 率位 满 、比 足 同 (3)i2( uut1i2 ) (2 (t( tj )j t) )1 11 3 c 3 3 c0 0 c c0 000 o o 0 o 1 (o 1 1 2 (ss 1 s 01 (s 0 0 π π (0 π 0 π t0 t0 (t5 )0 t( 0 )5 0 1 0 3 1 1 0 41 003 )05 0 0 0)5 0 2 )0 ) 不5能0 函 号5 0 w比，数1较且、相在同w位主符2差
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正弦电流电路 激励和响应均为同频率的正弦量的线性电路
（正弦稳态电路）称为正弦电路或交流电路。
研究正弦电路的意义 1.正弦稳态电路在电力系统和电子技术领域 占有十分重要的地位。
优 ①正弦函数是周期函数，其加、减、求导、 点 积分运算后仍是同频率的正弦函数；
模电第八章PPT课件
用电压跟随器 隔离滤波电路 与负载电阻
无源滤波电路的电路特点：无源滤波电路的滤波参数 随负载变化；可以用于高电压输入、大电流负载的情况。
有源滤波电路的电路特点：有源滤波电路的滤波参数不 随负载变化，可放大；不能输出高电压大电流，只适用于信 号处理，输出电压受电源电压的限制，输入电压应保证集成 运放工作在线性区；频率响应受组成它的晶体管、集成运放 频率参数的限制。
电路产生自激振荡
二阶低通、高通滤波器，为防止自激，应使 Aup < 3， 即要求RF<2R1 。
可见高通滤波电路与低通滤波电路的对数幅频特性互为 “镜像”关系。
第八章 信号处理电路
8.1.4 带通滤波器(BPF)
只允许某一段频带内的信号通过，将此频带以外的信号阻断。
U i
20lgAu
O 20lgAu
UUR1R 1RFUoA Uuop
U i R U M U R U M (U o U M )jC 0
U MU R
jCU
A uU U o i 1(3A u)pjA R up C (j R)2 C 1(
Aup
f )2 j 1
f0
Q
f f0
其中
Aup
1 RF R1
1
f0 2RC
1 Q
带A 载 u pR R ： L R L
1 fp2 π (R ∥ R L )C
A uA u p ffp 1 j
fp
存在问题：1、电压放大倍数低，最大为1；2、带负载 能力差：负载变化，通带放大倍数和截止频率均变化。
解决办法：利用集成运放与 RC 电路组成有源滤波器。
有源滤波电路
第八章 信号处理电路
Auo
1
模电第8章
3）在电源电压相同的情况下，前者比后者的
选择合适的答案，填入空内。 （1）功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，
A 输出基本不失真情况下，负载上可能获得的最大 A．交流功率 B．直流功率 。
2 RL
(
V CC V om
V om 4
2
)
2. 分析计算
（3）电源供给的功率PV
Po V om
2
2 RL
PT
2
(
V CC .V om
P V = Po P T
RL 2V CC V om
V om 4
2
)
RL
当
V om V CC 时，
=
Po PV
P Vm
V om V CC
V CE4 R1 R 2 R2 V BE4
VBE4可认为是定值 适当调节R1、R2的比 值，就可改变T1、T2的偏压。
5. 电路中增加复合管
增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。 e c ic ib ib b T1 T1 b T2 T2 ic c c ib e ic ib b b
复合NPN型 e 1 2 复合PNP型 c
uo
-UCC
3）输入输出端不加隔直 电容。
静态分析：
ui = 0V T1、T2均不工作 uo = 0V
因此，不需要隔直电容。 动态分析： ui > 0V T1导通，T2截止 ui iL= ic1 ; T1截止，T2导通 iL=ic2
+Ucc T1
ic1
iL RL T2
uo
ui 0V
ic2
V om 2
《模拟电子技术基础教程》课件第八章
电容充电
电容放电
Tr +
D3
D1
+
～
u
D4
C
D2 –
+
uo=uC RL
–
图8.12 带负载桥式整流电容滤波电路结构图
在整流电路中，把一个大电容C并接在负载电阻两 端就构成了电容滤波电路，其电路（图8.12所示）和工 作波形（图8.13所示）如图所示。
u2
0
t
加入滤波电容 时的波形
uo
无滤波电容时
的波形
0
t
图8.13 带负载桥式整流电容滤波工作波形图
（2）电路工作原理
D导通时给C充电，D截止时C向RL放电。滤波后uo 的波形变得平缓，平均值提高。RL接入（且RLC较大） 时忽略整流电路内阻。
u2上升，u2大于电容上的电压uC，u2对电容充电， uo=uCu2；u2下降，u2小于电容上的电压。二极管承受反 向电压而截止，电容C通过RL放电，uC按指数规律下降
1.35 A
UDRM = 2U2 = 2 120V 169.7 V
桥式整流电路的优点是输出电压高，电压纹波小， 管子所承受的平均电流较小，同时由于电源变压器在正 、负半周内都有电流供给负载，电源变压器的利用率高 。因此，桥式整流电路在整流电路中有了较为广泛的运 用，缺点是二极管用得较多。 8.3 滤波电路
从前面的分析可知，无论何种整流电路，它们的输 出电压都含有较大的脉动成分。为了减少脉动，就需要 采取一定的措施，即滤波。滤波的作用是一方面尽量降 低输出电压中的脉动成分，另一方面又要尽量保留其中 的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。
滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压 （或通过电感中的电流）不能突变的特性，滤掉整流电 路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑 输出电压波形的目的。
模电第八章习题参考答案
第八章习题参考答案1. 设图8.58中A 均为理想运算放大器，试求各电路的输出电压。
Ωk 10Ωk 20(a)U o2(b)Ωk 202V(c)U o3图8.58 题1图1．解答：对图（a ），根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 1002k 2021o U 进一步可以求得V61o =U 对图（b ），根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 20V2k 100V 22o U 进一步可以求得V62o =U 对图（c ），根据运放的虚短、虚断特性容易求得V2o3=U 2. 电路如图8.59所示，集成运放输出电压的最大幅值为14V，U i 为2V 的直流信号，分别求出下列各种情况下的输出电压。
±（1）R 2短路；（2）R 3短路；（3）R 4短路；（4）R 4断路。
o图8.59 题2图2．解答：（1）时可以得到，求得02=R ⎪⎩⎪⎨⎧-==1i3o M 0R U R U U V4o-=U （2）时可以得到03=R ⎪⎩⎪⎨⎧=-=-=M oi 12M V4UU U R R U （3）时支路无电流，放大电路相当于开环应用， 04=R 2R V14o -=U （4）时可以得到∞=4R V 8i 132o -=+-=U R R R U 3. 如图8.60所示电路，设A 为理想集成运算放大器。
（1）写出U o 的表达式；（2）若R f =3k ，R 1=1.5k ，R 2=1k ，稳压管VZ 的稳定电压值U Z =1.5V ，求U o 的值。
ΩΩΩ图8.60 题3图3．解答：（1）图中的集成运算放大器组成了同相比例运算电路，其输出电压表达式为P 1f N 1f o 11U R R U R R U ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=当稳压管VZ 的稳定电压值时，，输出电压表达式为V 10Z<U Z P U U =Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=当稳压管VZ 的稳定电压值时，，输出电压表达式为V 10Z>U k P U U =k1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=（2），故输出电压表达式为V 10V 5.1Z<=U Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=将，，代入上式得Ω=k 3fR Ω=k 5.11R V 5.1Z =U V5.4V 5.1k 5.1k 31o =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛ΩΩ+=U 4. 如图8.61所示电路中，A 为理想运算放大器，已知R 1=R w =10k ，R 2=20k ，U i =1V ，输出电压的最大值为12V ，试分ΩΩ±别求出当电位器R w 的滑动端移到最上端、中间位置和最小端时的输出电压U o 的值。
模拟电子技术课件第八章
0.45V2 RL
反向截止: D最大反向工作电压: VR≥ VRM=
2V2
9
单相桥式整流电路中的整流电桥可由四 个整流二极管组成，也可直接用集成的整流 桥块代替。 桥块
二极管桥
整流桥块
选择整流元件的主要指标：
1. 平均整流电流
10
2. 反向耐压
8.2 滤波电路
几种滤波电路
（a）电容滤波电路 （b）Π型滤波电路 （c）电感电容滤波电路（倒L型） 滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。
（P209）
用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能的高低。
(1)稳压系数Sr
Sr =
RL =常 数
稳压系数S用来反映电网电压波动对稳压电路的影响。 定义为当负载固定时，输出电压的相对变化量与输入电压 的相对变化量之比。
(2)输出电阻Ro
∆U o Ro = ∆U o
U I =常 数
输出电阻Ro 用来反映稳压电路受负载变化的影响。定 义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量 之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 2、稳压电路的技术指标
20
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 引起输出电压变化的原因是负载的变化和输入电 压的变化。 即 V o =f (V I ,I o )
稳压电源方框图
21
2、稳压电路的主要技术指标
∆U o / U o ∆U I / U I
3.元件参数的确定 正常稳压时 UO ≈UZ
+
R
IO IZ DZ
+
IR
反向截止: D最大反向工作电压: VR≥ VRM=
2V2
9
单相桥式整流电路中的整流电桥可由四 个整流二极管组成，也可直接用集成的整流 桥块代替。 桥块
二极管桥
整流桥块
选择整流元件的主要指标：
1. 平均整流电流
10
2. 反向耐压
8.2 滤波电路
几种滤波电路
（a）电容滤波电路 （b）Π型滤波电路 （c）电感电容滤波电路（倒L型） 滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。
（P209）
用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能的高低。
(1)稳压系数Sr
Sr =
RL =常 数
稳压系数S用来反映电网电压波动对稳压电路的影响。 定义为当负载固定时，输出电压的相对变化量与输入电压 的相对变化量之比。
(2)输出电阻Ro
∆U o Ro = ∆U o
U I =常 数
输出电阻Ro 用来反映稳压电路受负载变化的影响。定 义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量 之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 2、稳压电路的技术指标
20
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 引起输出电压变化的原因是负载的变化和输入电 压的变化。 即 V o =f (V I ,I o )
稳压电源方框图
21
2、稳压电路的主要技术指标
∆U o / U o ∆U I / U I
3.元件参数的确定 正常稳压时 UO ≈UZ
+
R
IO IZ DZ
+
IR
模电第八章
模
拟
电
子
技
术
二、迟滞比较器
uI > u＋ 时，反向饱和 uO = -UZ
1)电路和门限电压 uI < u＋时，正向饱和 uO = +UZ 当 uI = u＋ 时， 状态翻转 u
I
R
R3
uO
8
UT+称上门限电压
UT-称下门限电压
UREF R2 R1
正反馈
UZ
U REF R1 U O R2 U+ = + R1 + R2 R1 + R2 U REF R1 U Z R2 = R1 + R2 R1 + R2
uO
0
ui
-UOM
8.2 电压比较器
功能： 将一个模拟电压信号与一参考电压相比较，输
出一定的高低电平。
构成： 运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入
的关系uo=f(ui)是非线性函数。 uo
ui u +
+ A u－
∞
+
uO
+UOM 0
ui
-UOM
一.单门限电压比较器
1. 过零比较器: （门限电平=0）
稳幅
二、正弦波振荡器的一般组成
1.放大电路
2.正反馈网络
3.选频网络——只对一个频率满足振荡条件， 从而获得单一频率的正弦波输出。 常用的选频网络有RC选频和LC选频 4.稳幅环节——使电路易于起振，又能稳定振 荡，波形失真小。
8 .1.2 RC正弦波振荡电路
一、选频电路
用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC 振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里 只学习文氏桥式选频电路。 R1 C1
精品课件-模拟电子技术-第8章
F U f Z2
1
Uo Z1 Z2 3 j(RC 1 )
RC
(8.2.1)
第 8 章 波形发生电路
令
0
1 RC
f0
，1 则 2πRC
代入上式， 得
F
1
32 ( f f0 )2
f0 f
幅频特性为
F
1
32 ( f f0 )2
f0 f
(8.2.2) (8.2.3)
第 8 章 波形发生电路
第 8 章 波形发生电路
8.2.1 RC串、
将电阻R1与电容C1串联、 电阻R2与电容C2并联所组成的 网络称为串并联选频网络， 如图8.2.2(a)所示。 一般情况下，
选取R1=R2 =R，C1 =C2 =C。 因为RC串并联选频网络在正弦波振 荡电路中既为选频网络， 又为正反馈网络， 所以其输入电压
第 8 章 波形发生电路 振荡电路起振后， 输出信号将随时间逐渐增大， 而这种增 大不是无限的， 由于电路中晶体管元件的非线性， 电压放大倍 数A将随振荡幅度的增大而自动减小， 最后达到AF =1， 使振荡电路稳定在一定振荡幅度上。 从AF>1自动变为AF=1的过 程， 就是振荡电路自激振荡的建立和稳定过程。
相频特性为
F
arctan 1 ( 3
f f0
f0 ) f
(8.2.4)
根据式(8.2.3) 、 式(8.2.4)画F出 的频率特性， 如图
8.2.3
Uf Uo
(a)U、f (b)所示。 也就是说， U当of=f0时，
一求个出频RC率串f并0，联选当频f=网f0络时的，频U率f 特与性U和o f0同。相。 通过计算可以
第 8 章 波形发生电路 图8.2.2 RC串并联选频网络及其在低频段和高频段的等效电路
模电第八章278102168精品PPT课件
清华大学 王宏宝
三、判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤 1、观察电路是否包含了四个基本组成部分； 2、判断放大电路能否正常工作，即是否有合适的静态
工作点且动态信号能否输入、输出和放大； 3、用瞬时极性法判断是否满足正弦波振荡的相位条件。
瞬时极性法 断开反馈，在断开处加频率f0 的输入电压，并给定其瞬时极 性；然后以此为依据分析输出 电压的极性，从而得到反馈电 压的极性，若它和假设输入电 压极性相同，则满足相位平衡 条件，有可能产生正弦波振荡。
清华大学 王宏宝
电压比较器电压传输特性的三要素为：
1、输出电压高电平和低电平值UOH和UOL； 2、阈值电压值UT；阈值是指uO发生跃变时的uI值。 3、当uI变化且经过UT时，uO跃变的方向，即
是从UOH跃变为UOL ，还是从UOL跃变为UOH 。 三、电压比较器的种类
1、单限比较器 只有一个阈值电压，
3、窗口比较器 有两个阈值电压。输入电压从小到大或从大到小
经过两个阈值时，输出电压产生两次不同方向的跃 变。如图8.2.2(c)所示。电压传输特性上好象开了个 窗口。
清华大学 王宏宝
8.2.2 单限比较器 一、过零比较器
图8.2.3
图8.2.4
图8.2.5
清华大学 王宏宝
图8.2.6
二、一般单限比较器
当输入电压uI逐渐增大 或减小的过程中经过UT 时，输出电压uO产生一 次跃变。如图8.2.2(a)所 示。
清华大学 王宏宝
图8.2.2
2、滞回比较器 有两个阈值电压。输入电压从小到大经过一个阈
值时，输出电压产生一次跃变；输入电压从大到小 经过另一个阈值时，输出电压产生又一次跃变；两 次跃变方向相反。它相当于两个单限比较器的组合。 如图8.2.2(b)所示。
三、判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤 1、观察电路是否包含了四个基本组成部分； 2、判断放大电路能否正常工作，即是否有合适的静态
工作点且动态信号能否输入、输出和放大； 3、用瞬时极性法判断是否满足正弦波振荡的相位条件。
瞬时极性法 断开反馈，在断开处加频率f0 的输入电压，并给定其瞬时极 性；然后以此为依据分析输出 电压的极性，从而得到反馈电 压的极性，若它和假设输入电 压极性相同，则满足相位平衡 条件，有可能产生正弦波振荡。
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电压比较器电压传输特性的三要素为：
1、输出电压高电平和低电平值UOH和UOL； 2、阈值电压值UT；阈值是指uO发生跃变时的uI值。 3、当uI变化且经过UT时，uO跃变的方向，即
是从UOH跃变为UOL ，还是从UOL跃变为UOH 。 三、电压比较器的种类
1、单限比较器 只有一个阈值电压，
3、窗口比较器 有两个阈值电压。输入电压从小到大或从大到小
经过两个阈值时，输出电压产生两次不同方向的跃 变。如图8.2.2(c)所示。电压传输特性上好象开了个 窗口。
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8.2.2 单限比较器 一、过零比较器
图8.2.3
图8.2.4
图8.2.5
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图8.2.6
二、一般单限比较器
当输入电压uI逐渐增大 或减小的过程中经过UT 时，输出电压uO产生一 次跃变。如图8.2.2(a)所 示。
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图8.2.2
2、滞回比较器 有两个阈值电压。输入电压从小到大经过一个阈
值时，输出电压产生一次跃变；输入电压从大到小 经过另一个阈值时，输出电压产生又一次跃变；两 次跃变方向相反。它相当于两个单限比较器的组合。 如图8.2.2(b)所示。
模电课件第八章(4)
R1
分析工Ｔ作１ 原理：
D1
D2
uRuui 2ii ui
uuii ui
RRR1R11RRe311 vRi1R 1
DDD1 11DD11
VDDDDB21B1222DDDDD1212
TＴ3iB２1
B1
－ ViCBC2
D2D2 B2
RRR2R22RRc322
＋＋＋＋VVVV＋＋＋CuCCCCoCCCVVVCCCCCCCC
Ｔ２
RL
出器。
OCL:Output Capacitorless 【无输出电容器】
－V CC
【参见教材P387图8.3.1(a)】
二.工作原理（设ui为正弦波）
前提：忽略b、e间压降，即：视VBE=0。
先单独分析一下T1和T2： ∵是射极输出
T1
ui
ui
+ VB-E
＋ VCC Ｔ１
RL
T2
ui
uo ui
2VCCVom
RL
= Vom
4 VCC
PV
2VCCVom
RL
PVm
2
VCC2 RL
= Vom
4 VCC
最高效率max
可见效率与负载RL无关
当 Vom
VCC 时， max
4
78.5%
五.选功率BJT管的原则
1. 最大允许管耗PCM必须大于PT1m≈0.2Pom； 2. 应选用│V(BR)CEO│>2VCC； 3. 通过BJT的最大集电极电流为VCC/RL，所选
iC1
ＴＴ Ｔ Ｔ１ R１ １ １ Ｔ Ｔ ＴL １ １ １
iL
ＴＴ Ｔ Ｔ iC２2Ｔ Ｔ Ｔ ２ ２ ２ ２ ２ ２
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(2) 要解决的问题
输出功率尽可能大 减小失真 提高效率 管子的保护
西安工程大学
输出功率尽可能大
模拟电子技术基础
为获得大的功率输出，要求功放管的电压和电流都有足够大的输出 幅值。因此，管子往往在接近极限运用的状态下工作。定义最大输出功 率为正弦信号作用下，输出不超过规定的非线性失真指标时，放大电路 最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。
故功率放大器中主要采用甲乙类、乙类放大。
end 西安工程大学
8.3 乙类双电源互补对称 功率放大电路
8.3.1 电路组成 8.3.2 分析计算
8.3.3 功率BJT的选择
模拟电子技术基础
西安工程大学
8.3.1 电路组成
1. 电路组成
模拟电子技术基础
采用一对NPN、PNP特性相同的互补三极管组成，由正、
西安工程大学
模拟电子技术基础
各个工作状态的特点
(1) 甲类放大电路
静态工作点 位置高
特点： a. 静态功耗 PC=VCEQICQ 大 b. 能量转换效率低 c. 放大管的导通角θ =2π
西安工程大学
模拟电子技术基础
(2) 乙类放大电路
静态工作点 位置低
特点： a. 静态功耗PC=VCEQICQ ≈0 b. 能量转换效率高 c. 输出波形失真大 d. 放大管的导通角θ =π
2. 功率放大电路提高效率的主要途径
降低静态功耗(即减小静态电流)，以提高效率。
西安工程大学
四种工作状态
根据正弦信号整个 周期内三极管的导通情 况 ( 即晶体管的静态工作 点的位置不同)划分 甲类：一个周期内均导通
乙类：导通角等于180° 甲乙类：导通角大于180° 丙类：导通角小于180°
模拟电子技术基础
2. 工作原理 a. 当vi =0 时，对应静态工作情况。 因T1、T2特性对称使 VA =0 又因T1、T2零偏置， 管子截止。 所以 vo=0 静态功耗为零
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b. 当有信号作用时，两个三极管分别在信号的正、
负半周轮流导通，使负载上得到一个完整的波形。
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设vi=Vimsin t
最大管耗为
PTm
2 2 VCCVom 1 Vom π RL 2 RL 2 2 4 VCC 2 VCC 2 2 π RL π RL 2 2 VCC 4 2 2 Pom 0.4 Pom π RL π
每只管子的最大管耗为
PTm1 PTm2 0.2 m
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8.3.3 功率BJT的选择
Po
Vom I om 1 Vom I om 2 2 2
效率要高
由于输出功率大，因此直流 电源消耗的功率也大，就存在效 率问题。效率是负载得到的有用 功率与直流电源供给的功率之比。 P 1 η o Vom I om / VCC I CQ PV 2
此比值越大越好
由图可知vCE VCEQ Vcem sin ωt iC I CQ I cm sin ωt
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《模拟电子技术基础》教学课件
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8.1 功率放大电路的一般问题
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 *8.5 集成功率放大器
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知识点的教学要求 知识点
功放电 路的一 般问题
Po η PV 1 Vcem I cm / VCC I CQ 2 1 VCC I CQ / VCC I CQ 2 50 0 0
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结论
因此，怎样才能使电源供给的功率大部分转换 为有用的信号输出？从甲类放大电路知，静态电流 大是造成管耗大的主要因素。如把 Q 向下移动，使 信号为零时，电源输出功率等于零（或很小）；信 号增大时，电源供给功率也随之增大，这样电源给 出功率和管耗都随输出功率的大小而变，也就改变 了甲类放大时效率低的状况。
a. 失真的原因
晶体管存在死区电压。
b. 失真的现象
当vi较小时，管子T1、T2都截止
输出电流出现一段“死区”
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iB
0
iB vBE
0
电流信号
交越失真 ωt
0
vi
交越失真的产生
输入信号
在两个管子交替工作区域出 现的失真称为交越失真
克服交越失真的常用方法 ωt
给功率管（T1和T2）一定的直流 偏置，使其工作于微导通状态， 即甲乙类工作状态。 西安工程大学
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8.1 功率放大电路的一般问题
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象 2. 功率放大电路提高效率的主要途径
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1. 功率放大电路的特点及主要研究对象
(1) 功率放大电路的主要特点
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， 管子工作于接近极限状态（即大信号）。 一般直接驱动负载，带负载能力要强。
PT PV Po
2 2 VCCVom 1 Vom π RL 2 RL
求最大管耗时，令
dPT 1 2VCC Vom 0 dVom RL π
Vom
2 VCC π
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即当输出电压幅值为
Vom 2 VCC π
晶体管的管耗最大
100% 16.4% (27.75 + 55.5) 可见效率极低，即使在理想情况下，甲类放大电路的效 率最高也只能达到50%（针对变压器耦合情况）。 西安工程大学
13.69
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变压器耦合情况
由图解法可见，此时直流负载 线斜率很大（ ∵变压器等效的直 流电阻很小）, 故有
Vcem=VCEQ-VCES ≈VCEQ≈VCC Icm ≈ICQ
功率放大电路的特点及研究对象
功率放大电路提高效率的主要途径
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教学要求
熟练 正确 一般 掌握 理解 了解
√
√ √ √ √ √ √
乙类双电源互补对称功放的电路组成、工作 原理及主要性能指标计算
互补对 称功率 放大器
功率BJT的选择 乙类功放存在的交越失真及解决办法 甲乙类双电源互补对称功放电路的工作原理 单电源功放电路的工作原理、指标计算中与 双电源功放电路的区别
负双电源供电，而两管输出电压都加在同一负载上。这样可 解决效率与失真的矛盾，在负载上得到一个完整的输出波形。
该电路也称为OCL（无输出电容）互补功率放大电路。
电路特点：
（1）晶体管T1、T2特性相同 （2）电源对称 （3） T1、T2射极输出（零偏 置，即工作于乙类放大）
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Po Vo Io
2 Vom 1 Vom I om 2 RL 2 当Vom达到最大值(VCC – VCES)时
(VCC VCES )2 Pom 2 RL
当忽略三极管的饱和压降VCES时
2 VCC Pom 2 RL
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2. 电源供给的功率 平均集电极电流IC(AV)为
vi >0 时
电流方向 输出信号
T1导通
T2截止
输入信号
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vo≈vi
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vi <0 时 T1截止 输入信号
电流方向 输出信号
T2导通
可见，该电路实现了在静态时管子不取用电流，有 信号时，两管轮流导电，组成推挽式电路，从而在负载 上获得一个完整波形。由于两管互补对方的不足，工作 性能对称，所以称之为互补对称电路。
I C(AV)
1 Vom π RL
当 Vom VCC 时 PVm
3.效率
2 2 VCC π RL
2 Vom P π Vom 2 RL o PV 2VomVCC 4 VCC πRL
当 Vom VCC 时
π m 78.5% 4 西安工程大学
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4. 晶体管的耗散功率
模拟电子技术基础 当T1工作在放大区，VBE≈0.6V，输出电压与输入电压的关系
vO (vi 0.6)V
设T1的饱和压VCES≈0.2V vi为正半周时， vO正向振幅最大值
Vom (VCC 0.2)V
vi为负半周时， T1截止或T3饱和都会使 输出电压出现削波，此 时，vO负向振幅最大值
vo≈vi
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8.3.2 分析计算
它也是交流负载线。
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图解分析: 由电路的负载线方程 vCE=VCC-iCRL 可得直流负载线，
Vopp=2Vcem=2(VCC – VCES)
T1通
T2通
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设
vo Vomsin t
几何意义？书P388
1. 输出功率
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非线性失真要小
功率放大器是在大信号下工作，不可避免的会产生非线性失真。同 一功放管输出功率越大，非线性失真就越严重。从而使输出功率和非线 性失真成为一对矛盾，但在不同场合下，应根据负载的要求来规定允许 的失真度范围。
管子的保护
在功率放大电路中，相当大的功率消耗在管子的集电结上，使结温和 管壳温度升高；另外，为输出大信号功率，管子承受的电压高，电流大， 损坏的可能性增大，故解决管子散热、保护管子不可忽视。
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1. 图为功率Po、PV和PT1与输出幅度Vom/VCC的关系。 由此可见， Po、 PT1与Vom/VCC不是线性关系，且 PV=Po+2PT1。