模电部分第5章(潘)功率放大器PPT教学课件
第7章 功率放大器(12页)
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第7章 功率放大器
7.1 功率放大器概述
从能量控制角度来看，电压放大器与功率放大器没有本质的区别，但从完成的任务和实现的目的来看，它们是不同的。电压放大器主要是向负载提供不失真的电压信号，讨论的主要是电压放大倍数，输入、输出电阻等指标；而低频功率放大器主要是要求足够大的不失真（或失真小）的功率信号，讨论的主要是失度真的大小、效率和功率。所以，两者的电路结构和所用元件都有显著的差别。
7.1.1 功率放大器特点
1．主要技术指标
功率放大器的主要技术指标是最大输出功率和转换效率。
（1）最大输出功率
功率放大器提供给负载的信号称为输出功率。在输入为正弦波且输出基本不失真条件下，输出功率是交流功率，用oP表示，即
oooUIP （7-1）
式中，oI和oU均为有效值。最大输出功率是在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率。
（2）转换效率
功率放大器的输出功率oP与直流电源提供的功率DCP之比称为转换效率，用表示，即
DCoPP/ （7-2）
式中，DCP是电源提供的功率，DCP=CCCIU，CI是集电极电流的平均值。
2．功率放大器的中的晶体管
（1）功放管的选择
在功率放大电路中，为获得足够大的输出功率，要求功放管工作在尽限应用状态，即晶体管集电极电流最大时接近ICM，管压降最大时接近U（BR）CEO，耗散功率最大时接近PCM①。
（2）功放管的散热
在功率放大器中，有相当一部分电能以热的形式消耗，使功放管温度升高。因此，要利用散热装置来提高功放管的最大允许耗散功率，从而提高功率放大器的输出功率。
此外，由于功放电路的输入信号较大，输出波形容易产生非线性失真，电路中应采用适当方法改善输出波形，如引入交流负反馈。
7.1.2 功率放大器分类
① ICM、U（BR）CEO和PCM分别是晶体管极限参数：最大集电极电流、c-e间能承受的最大管压降和集电极最大耗散功率。
模拟电子技术基础：5-10 互补对称功率放大器实验
5. 10互补对称功率放大器实验
1 .实验目的(1)进一步理解互补对称(0TL)功率放大器的工作原理
(2)掌握互补对称(0TL)电路的调试及主要性能指标的测试方法
2 .实验设备与器件+5V直流电源
(2)数字万用表(3)函数信号发生器
(4)双踪示波器(5)晶体三极管 3DG6 (9011) 3DG12 (9013) 3CG12 (9012)晶体二极管
IN40078。扬声器、电阻、电容假设干(6)分立功放电路模块
3.预习要求(1)复习0TL电路的工作原理。
(1) 了解自举电路，思考为什么引入自举电路能扩大输出电压的动态范围?
(3)理解功放电路产生交越失真的原因是什么？怎样克服交越失真？
(4)电路中电位器RW2如果开路或短路，对电路工作有怎样的影响？
(5)为了不损坏输出管，调试中应注意什么问题？
(6)假设电路出现自激现象，该如何消除？
4.实验原理
图5. 10. 1所示为互补对称（OTL）低频功率放大器。 图5.10. 1互补对称功率放大器
其中，由晶体三极管力组成推动级（也称前置放大级），乙、。是一对参数 对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽0TL功放电路。由于每一个 管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低、带负载能力强等优点，适合 于作功率输出级。7,管工作于甲类状态，它的集电极电流心由电位器检进行调 节。IC1的一局部流经电位器B及二极管〃给乙、。提供偏压。调节必少可以 使A、A得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。静态时 要求输出端中点A的电位可以通过调节品来实现，又由于扁的一端 2接在A点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反应，一方面能够稳定放大器 的静态工作点，同时也改善了非线性失真。
当输入正弦交流信号匕时，经刀放大、倒相后同时作用于北、北的基极， 匕的负半周使北管导通（北管截止），有电流通过负载吊，同时向电容&充电， 在匕的正半周，。导通（，截止），那么已充好电的电容器G起着电源的作用，通 过负载吊放电，这样在此上就得到完整的正弦波。
电路基础、电子技术与元器件教案——第5章 放大器
1 第5章 放大器
【学习要点】：本章主要介绍二极管和三极管的基本特性，重点讨论各种放大器的电路结构、工作原理及分析方法。学习本章时，应适当放慢学习速度，打好基础。把认识电路、掌握电路工作原理及元件的作用放在第一位。在此基础上，再理解电路的定量分析。本章内容十分重要，是全书的重点，望读者认真学习。
5.1 二极管和三极管
5.2 基本共射放大器
5.3 共集放大器与共基放大器
5.4 负反馈放大器
5.5 直流放大器
5.6 功率放大器
5.7 放大器中的噪声
5.1 二极管和三极管
一 半导体介绍
1. 本征半导体
本征半导体是指化学成分纯净的半导体。
半导体中有两种基本导电粒子，一种是电子，另一种是空穴。电子带负电，空穴带正电。
2. 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可形成杂质半导体。
杂质半导体可分为N型半导体和P型半导体两种。
3. PN结
在一块半导体上，一头做成P型，另一头做成N型，就会形成PN结。
1）PN结加正向电压就会导通；
2）PN结加反向电压就会截止。
PN结还具有一定的电容效应，这种电容称为PN结的结电容。
二. 二极管
1. 二极管的结构及符号
将PN结加上金属引脚和外壳后，就成了二极管，如图（a）所示，图（b）是它的符号。
二极管有点接触型、面接触型和平面型三大类。 PN引脚引脚正极负极外壳正极负极（a）二极管结构（b）二极管符号三角形箭头指向右边，表明电流只能从正极流向负极
2 二极管的基本特性就是单向导电性。
2. 二极管的伏安特性
二极管的伏安特性是指二极管两端所加的电压与流过二极管的电流之间的关系，这种关系可以用伏安特性曲线来描述。
1）正向特性
当二极管两端所加的正向电压较小时，正向电流几乎为零，此工作区域称为死区。当正向电压增大到VF时，二极管开始导通，因此，常将VF称为门坎电压或死区电压（硅管的VF约为0.5V，锗管为0.2V）。当正向电压大于VF时，正向电流迅速增加（图中AB段），此时，二极管充分导通，呈现的正向电阻很小。
模电5-功率放大电路
5 功率放大电路
学习指导
1．必须先弄清为什么要把功率放大电路的静态工作点下移，使放大器由甲类变为乙类，又由乙类变为甲乙类的原因；
2．其次，由于乙类、甲乙类放大器的输出具有明显的失真，学生要熟练掌握乙类互补对称功率放大电路是怎样解决非线性失真的，即互补对称电路组成原理；
3．抓住输出的最大幅值，以乙类互补对称功率放大电路为例，掌握功率放大器的分析计算和功率BJT的选择；
4．了解交越失真产生的原因，正确理解甲乙互补对称功放电路的工作原理及计算。
参考资源说明
1.清华大学 童诗白 主编《模拟电子技术基础》有关章节
2.高文焕、刘润生编《电子线路基础》
3.王小海编《集成电子技术教程》
4.王远编《模拟电子技术基础学习指导书》
5.陈大钦编《模拟电子技术基础问答、例题、试题》
主要内容
5.1 功率放大电路的一般问题
5.2 乙类互补对称功率放大电路
5.3 甲乙类互补对称功率放大电路
甲乙类双电源互补对称电路
甲乙类单电源互补对称电路
*5.4 集成功率放大器
5.5 功率器件
5.1 功率放大电路的一般问题
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。 管子工作在接近极限状态。
一般直接驱动负载，带载能力要强。
2. 要解决的问题
提高效率 减小失真 管子的保护
3. 提高效率的途径
降低静态功耗，即减小静态电流
功率放大电路与前面介绍的电压放大电路有本质上的区别吗？
4. 三种工作状态
三极管根据正弦信号整个周期内的导通情况，可分为几个工作状态：
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
5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路
5.2.1. 电路组成
1、电路组成：
模电课程设计音响放大器(功率放大器)(最全)word资料
沈阳工业大学
信息科学与工程学院
设计题目：音响放大器
专业 ：
小组成员：
2021年11月29日
第一章 方案设计与论证
1．基本要求：
（1）正弦信号输入电压幅度为5～700mV，等效负载电阻为RL为8条件下，应满足：
①额定输出功率POR ≥10W；
②带宽BW ≥50～10 000Hz；
③在POR下和BW内的非线性失真系数≤ 3%；
④在POR下的效率≥ 55%
⑤在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8上的交流声功率≤10mW；
⑥整体电路的联调与试听。
（2）设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源
2．设计方案：
由于设计要求不是对单一信号频率实施放大，而是对一个输入电压变化幅度大（5—700mV）,频带范围宽（50—10000Hz）的频带信号实施功率放大，所以不能只从简单的功率放大上考虑，至少应从以下几方面作较为全面的考虑：
1、解决本设计的电路对信号源，尤其是信号幅度小的时候的影响。
2、要求对整个频带内不同频率成分，不同电压幅度信号都要均匀放大。
因此，本设计所要求的功率放大电路，应该是一个既能有效实施隔离，完成电路阻抗匹配；又能在所规定的频带内进行信号均衡放大额定一种实用型电路。所以将输入信号通过均衡电路处理之后，送入功率放大器，提升到所需的额定输出功率。
依据设计要求，我们可确定音响放大器的基本组成框图如下，电路由话音放大器、电子混响器、前置放大器、音调控制器、功率放大器以及稳压电源组成：
话音放大器：话音放大器的作用是不失真地放大音频信号。
电子混响器：电子混响器是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。
混合前置放大器：混合前置放大器的作用是将音乐信号和电子混响后的声音信号混合放大。
音调控制器：音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。
功率放大器：功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL提供一定的输出功率。
05.低频功率放大器讲义
1 第二章 低频功率放大器
学习目标
本章学习音频类放大器中最重要的功率放大器的知识。高保真音响对电路有很多要求，其中很大部分是针对功放电路本身的。因此，比较深入地理解低频功放是本章的目标。
1、理解甲、乙、甲乙类功放电路的不同之处以及它们对信号处理的区别。掌握OCL电路和OTL电路的组成特点以及每个元件的作用。
2、通过一个小功率功放的制作，掌握分立元件功放的电路特点和元件选择以及调试等方面的要求。
3、通过对一个集成电路功放的制作，感受一下功率放大器的特点，提高对功放电路的认识。
第一节 低频功率放大器的基本组成
低频功率放大器根据静态工作点的不同，分为甲类、乙类和甲乙类功率放大器，如图1-1所示。
甲类功率放大器和乙类功率放大器最大的不同在于它们的偏置电路所提供的偏置电压不同。甲类功率放大器具有很高的偏置电压，而乙类功率放大器则是没有偏置电压的。由于这个不同，造成的后果是甲类功率放大器对声音信号放大时的失真小，声音质量较好，但对电源消耗很大，效率很低；而乙类功率放大器则正好相反，它的失真比较大，但效率很高。 图1-1-a 甲类功率放大器
图1-1-b 乙类功率放大器 图1-1-c 甲乙类功率放大器 2 为了能在提高效率的同时又兼顾到失真不太大，我们大多采用的是甲乙类功率放大电路，这种电路具有很小的偏置电压，使三极管处于轻微的导通状态。
甲乙类功放电路是我们最为常用的功率放大电路，从图1-2中我们可以看出，由于三极管的基极只具有极小的偏置，所以输入的信号中只有正极性的波形(正半周)才会被很好地放大，而负极性的波形(负半周)的大部分就不能通过三极管了，因而在三极管的输出信号中，负半周的信号就没有了，这样的电路是不能胜任放大工作的。为了解决这个问题，我们就得想想办法了。
图1-2-a 甲类电路的输出波形
甲类放大电路的偏置比较大，将输入信号抬高到远远高于三极管的死区电压(0.7V)，因此所有的信号都能通过三极管进行放大，并且失真很小，输出波形与输入波形一致。
模拟电子技术基础(B)第五章课程教案_图文
模拟电子技术基础第六章课程教案
授课题目：第六章 放大电路中的反馈 课时安排 7学时
授课时间
教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1．掌握：（1）能够正确判断电路中是否引入了反馈以及反馈的性质，例如是直流反馈还是交流反馈，是正反馈还是负反馈；如为交流反馈，是哪种组态；并能够估算深度负反馈条件下的放大倍数。（2）负反馈四种组态对放大电路性能的影响，并能够根据需要在放大电路中引入合适的交流负反馈。
2．熟悉：正确理解负反馈放大电路放大倍数Af在不同反馈组态下的物理意义。
3．了解：负反馈放大电路产生自激振荡的原因，能够利用环路增益的波特图判断电路的稳定性，并了解消除自激振荡的方法。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
1．基本内容：反馈的基本概念及判断方法：反馈的基本概念；反馈的判断。负反馈放大电路的四种基本组态：负反馈放大电路的分析要点；由集成运放组成的四种阻态负反馈放大电路；反馈阻态的判断。负反馈放大电路的方块图及一般表达式：负反馈放大电路的方块图表示法；四种组态电路的方块图；负反馈放大电路的一般表达式。深度负反馈放大电路放大倍数的分析：深度负反馈的实质；基于反馈系数的放大倍数的分析；基于理想运放的放大倍数分析。负反馈对放大电路性能的影响：稳定放大倍数；改变输入电阻和输出电阻；展宽频带；减小非线性失真；引入负反馈的一般原则。负反馈放
大电路的稳定性：负反馈放大电路自激振荡的原因和条件；负反馈放大电路稳定性的判断；消振方法。
2．重点：反馈的概念、反馈性质的判断方法、深度负反馈条件下放大倍数的估算、引入负反馈的方法和负反馈放大电路稳定性的判断方法和消振方法。
3．难点：反馈概念的建立、反馈的判断、反馈网络的确定、稳定性判断。
讲课进程和时间分配：
3学时：反馈的基本概念及判断方法；负反馈放大电路的四种基本组态。
2学时：负反馈放大电路的方块图及一般表达式；深度负反馈放大电路放大倍数的分析。
模电课程多级放大器
目录
一 放大电路基础 ................................................................................ 2
1.1 放大的概念和放大电路的基本指标 ............................................................ 2
1.2第一种类型的指标： ..................................................................................... 2
1.3 第二种类型的指标： .................................................................................... 4
1.4 第三种类型的指标： .................................................................................... 4
二 基本放大电路 ................................................................................ 5
2.1 BJT 的结构 ...................................................................................................... 5
2.2 BJT的放大原理 ............................................................................................... 6
三、多级放大电路 .............................................................................. 7
模电16(运算放大器)
模电16(运算放大器)
模拟电子技术课件,康华光第五版,北京化工大学模拟电子技术课程
2.1 集成电路运算放大器
2.2 理想运算放大器2.3 基本线性运放电路
2.4 同相输入和反相输入放大电 路的其他应用
模拟电子技术课件,康华光第五版,北京化工大学模拟电子技术课程
2.1 集成电路运算放大器1. 集成电路运算放大器的内部组成单元
图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图
模拟电子技术课件,康华光第五版,北京化工大学模拟电子技术课程
2.1 集成电路运算放大器1. 集成电路运算放大器的内部组成单元
图2.1.2 运算放大器的代表符号 (a)国家标准规定的符号 (b)国内外常用符号
模拟电子技术课件,康华光第五版,北京化工大学模拟电子技术课程
2. 运算放大器的电路模型通常： 开环电压增益 Avo的≥105 (很高) 输入电阻
ri ≥ 106Ω (很大) 输出电阻
ro ≤100Ω (很小)
图2.1.3 运算放大器的电路模型
vO=Avo(vP-vN)
( V- vO V+ )
注意输入输出的相位关系
模拟电子技术课件,康华光第五版,北京化工大学模拟电子技术课程
2. 运算放大器的电路模型当Avo(vP-vN) ≥V+ 时 vO= V+
当Avo(vP-vN) ≤ V-时 vO= V-
电压传输特性 vO= f (vP-vN)线性范围内 vO=Avo(vP-vN)
Avo――斜率
模拟电子技术课件,康华光第五版,北京化工大学模拟电子技术课程
2.2 理想运算放大器1. vO的饱和极限值等于运放 的电源电压V+和V-
2. 运放的开环电压增益很高 若(vP-vN)0 则 vO=
+Vom=V+ 若(vP-vN)0 则 vO= CVom=V-3. 若V- vO V+ 则
模电课程设计之音频功率放大器
模电课程设计之音频功率放大器
一、设计题目：音频功率放大电路
二、设计的任务和要求
1、主要要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8。
2、性能指标：频带宽50HZ～20kHZ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47K。
三、原理电路和程序设计
3.1、方案的确定及论证
1、OTA互补对称功率放大器
OTL 电路通常由两个对称的异型管构成，因此又称为互补对称电路，图 3-1
为单电源 OTL 互补对称功率 放大电路。电路中 T1 是推动级（电压放大，也叫激励级），其中Rb1、Rb2是 T1 的基极偏置电阻，Re为 T1发射极电阻，Rb为 T1集电极负载电阻，它们共同构成 T1 的稳定静态工作点；T2、T3 组成互补对称功率放大电路的输出级，且 T2、T3工作在乙类状态；C2 为输出耦合电容。功率放大器采用射极输出器，提高了输入电阻 和带负载的能力。
性能分析：
乙类互补推挽功放(OTL)的输出功率的计算公式如下：
输出功率：Po=UoIo=Uo2/RL
输出最大功率：Pom=UoIo=Uo2/RL =Uom2/2RL=VCC2/8RL 显然Pom与电源电压及负载有关
当输入功率为8w，阻抗8w时，有Pom=VCC2/8R
VCC =8*8*8≈22.6v 则电路所需的电源为22.6v。
2、用集成器件实现
Tda2030简介：TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。
电路特点：
[1].外接元件非常少。（基本应用电路图3-2）
[2].输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。
[3].采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。