三极管放大电路实验报告范文

三极管放大电路实验报告范文要求 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一放大电路，电路部分参数及要求如下：（1）信号源电压幅值：0.5V；（2）信号源内阻：50kohm；（3）电路总增益：2倍；（4）总功耗：小于30mW；（5）增益不平坦度：20~200kHz范围内小于0.1dB2、问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ：通过分析得出放大电路可以采用三极管放大电路。2.1对三种放大电路的分析（1）共射级电路要求高负载，同时具有大增益特性；（2）共集电极电路具有负载能力较强的特性，但增益特性不好，小于1；（3）共基极电路增益特性比较好，但与共射级电路一样带负载能力不强。综上所述，对于次放大电路来说单采用一个三极管是行不通的，因为它要求此放大电路具有比较好的增益特性以及有较强的带负载能力。2.2放大电路的设计思路在此放大电路中采用两级放大的思路。先采用共射级电路对信号进行放大，使之达到放大两倍的要求；再采用共集电极电路提高电路的负载能力。3、实验目的（1）进一步理解三极管的放大特性；（2）掌握三极管放大电路的设计；（3）掌握三种三极管放大电路的特性；（4）掌握三极管放大电路波形的调试；（5）提高遇到问题时解决问题的能力。4、问题解决测量调试过程中的电路：增益调试：首先测量各点（电源、基极、输出端）的波形：结果如下:绿色的线代表电压变化，红色代表电源。调节电阻R2、R3、R5使得电压的最大值大于电源电压的2/3VA=R2〃R3〃(1+3)R5/[R2//R3//(1+3)R5+R1]，其中由于R1较大因此R2、R3也相对较大。第一级放大输出处的波形调试(采用共射级放大电路)：结果为：红色的电压最大值与绿色电压最大值之比即为放大倍数。则需要适当增大R2，减小R3的阻值。总输出的调试：如果放大倍数不合适，则调节R4与R5的阻值。即当放大倍数不足时，应增大R4，减小R5如果失真则需要调节R6，或者适当增大电源的电压值，必要时可以返回C极，调节C极的输出。功率的调试：由于大功率电路耗电现象非常严重，因此我们在设计电路时，应在满足要求的情况下尽可能的减小电路的总功耗。减小总功耗的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 有：1)尽可能减小输入直流电压；2)尽可能减小R2、R3的阻值；3)尽可能增大R6的阻值。电路输入输出增益、相位的调试：由于在放大电路分别采用了共射极和共集电极电路，因此输出信号和输入信号相位相差180度。体现在波形上是，当输入交流信号电压达到最大值是，输出信号到达最小值。由于工作频率为1kHz，当采用专门的增益、相位仪器测量时需要保证工作频率附近出的增益、相位特性比较平稳，尤其相位应为±180度附近。一般情况下，为了达到这一目的，通常采用的方法为适当增大C6(下图为C1)的电容。最终调试电路：电路图:根据此图可以分析出该电路功耗还是有点大。・£Cl—-1卜某5.■W某fiNL+¥-4l-!t+n15^F4H某KPl十IN_pir测量结果如下:(1)功耗图：WaftTneter某WMT某272239mWPowtr134QIEJT3K和TWBITKTH某SC(2)输入输出波形图:由此图可以分析出：输入输出的波形图相同，B通道的电压值是A通道的电压值的二倍,因此电压增益为二倍，即电路达到了放大二倍的效果。(3)相位图:TT11-18DE3eg2DkHzBodePLotter-某BPIc-18DE3eg2DkHzBodePLotter-某BPICiutIni-由以上两个图可分析出相位的变化范围：20Hz~20KHz,-179.796Deg~180Deg;(4)幅频特性图:BodePlatter-某PPl2DHEMtodeh/bgnitudePhaeRefer亡|話耳皀|Sei...Hk))rizarrii.al^rticalfubd&i油卯fltud电P佔瓢+12DkHi■kHzCcrrtmlio-dB-lbdBLugIri|ZDkHi[2D-ControlRevereHorizontalI-10%fart»ilF10Ourt一由以上两个图可以分析出：幅度变化20Hz~20KHz，6.686dB实验感受：通过本次实验我获得了很大的收获，将我们上学期所学的模电理论知识进行了实践仿真，让我们真是感受到了三极管的放大作用，以及参数对放大效果的影响，了解各个器件起的作用，在老师的指导下，让我们将所学的理论知识融会贯通，而且对放大电路的要求也有了一定的了解，从开始无从下手到最后仿真应用自如，一步一步改进，在理论和实践上双丰收！希望在下次实验中有更好的变现！为什么修辞得这么棒！感谢分享了这篇好。《电子技术基础》教案第2章半导体三极管交流放大电路本章重点1．掌握共发射极放大电路、分压式偏置电路的工作原理和静态工作点估算；2．了解负反馈在放大电路中的应用；3．掌握共发射极放大电路的 图解 交通标志图片大全及图解交通标志牌图片大全及图解建筑工程建筑面积计算规范2013图解乒乓球规则图解老年人智能手机使用图解 分析法和估算法。4．掌握功率放大电路的分析法。本章难点1．共发射极电路的工作原理。2．估算静态工作点，电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。3．分压式偏置电路的工作原理。4．功率放大电路。1放大器的基本概念1放大器概述放大器：把微弱的电信号放大为较强电信号的电路。基本特征是功率放大。扩音机是一种常见的放大器，如图3.1.1所示。声音先经过话筒转换成随声音强弱变化的电信号；再送入电压放大器和功率放大器进行放大；最后通过扬声器把放大的电信号还原成比原来响亮得多的声音。图3.1.1扩音机框图2放大器的放大原理框图放大器的框图如图3.1.2所示。左边是输入端，外接信号源，vi、ii分别为输入电压和输入电流；右边是输出端，外接负载，vo、io分别为输出电压和输出电流。图3.1.2放大器的框图第一节共发射机交流电压放大电路22《电子技术基础》教案一、电路的组成和电路图的作用1．电路组成共发射极放大电路如图所示。2．元件作用VT——三极管,起电流放大作用GB——基极电源。通过偏置电阻Rb，保证发射结正偏。GC——集电极电源。通过集电极电阻RC，保证集电结反偏。图2.2共发射极放大电路Rb——偏置电阻。保证由基极电源GB向基极提供一个合适的基极电流。RC——集电极电阻。将三极管集电极电流的变化转换为集电极电压的变化。C1、C2——耦合电容。防止信号源以及负载对放大器直流状态的影响；同时保证交流信号顺利地传输。即“隔直通交”。3．电路图的画法如图所示。“⊥”表示接地点，实际使用时，通常与设备的机壳相连。RL为负载，如扬声器等。电路中电压和电流符号写法的规定1．直流分量：用大写字母和大写下标的符号，如IB表示基极的直流电流。2．交流分量瞬时值：用小写字母和小写下标的符号，如ib表示基极的交流电流。3．总量瞬时值：是直流分量和交流分量之和，用小写字母和大写下标的符号，如iBIBib，即表示基极电流的总瞬时值。二、共射放大电路的静态分析(一)直流通路静态：无信号输入(vi0)时电路的工作状态。直流通路和交流通路画法(1)直流通路：电容视为开路，电感视为短路，其它不变。(2)交流通路：电容和电源视为短路。例：放大电路的直流通路和交流通路如图(b)、(c)所示。直流分量反映的是直流通路的情况；交流分量反映的是交流通路的情况。23《电子技术基础》教案静态工作点Q如图2.4所示，静态时晶体管直流电压VBE、VCE和对应的IB、IC值。分别记作VBEQ、IBQ、VCEQ和ICQ。IBQVGVBEQRb(3.2.1)ICQIBQ(3.2.2)VCEQVGICQRc(3.2.3)VBEQ：硅管一般为0.7V，锗管为0.3V。[例.2.1]在所示单级放大器中，设VG12V，Rc2k，Rb220k，60。求放大器的静态工作点。解从电路可知，晶体管是NPN型，按照约定视为硅管，则VBEQ0.7V，则12V07V51ARb220kICQIBQ6050A3mAVCEQVGICQRc12V3mA2k6VIBQ(二)、用图解法分析静态工作点图解法：利用晶体管特性曲线，通过作图分析放大器性能。1．直流负载线电路如图3.3.1(a)所示，直流通路如图3.3.1(b)所示。由直流通路得VCE和IC关系的方程为VCEVGICRc(3.3.1)根据式3.3.1在图3.2晶体管输出特性曲线族上作直线MN，斜率是是直流负载电阻，所以直线MN称为直流负载线。24VGVBEQ1。由于RcRc《电子技术基础》教案2．静态工作点的图解分析如图3.3.2所示，若给定IBQIB3，则曲线IBQIB3与直线MN的交点Q，即为静态工作点。过Q点分别作横轴和纵轴的垂线得对应的VCEQ、ICQ。由于晶体管输出特性是一组曲线，所以，对应不同的IBQ，静态工作点Q的位置也不同，所对应的VCEQ、ICQ也不同。图.3.2静态工作点的图解分析UCEUccICQRc坐标点:M(UCC,0)N(0,UCC/RC)Tga=--1/RCIBQUccVBEQRbICQIBQ三.共射极放大电路的动态分析(一)．信号放大原理交流信号电压vi[如图3.2.7(a)所示]经过电容C1作用在晶体管的发射结，引起基极电流的变化，这时基极总电流为25《电子技术基础》教案iBIBQib，波形如图3.2.7(b)所示。由于基极电流对集电极电流的控制作用，集电极电流在静态值ICQ的基础上跟着ib变化，波形如图3.2.7(c)所示。即iCICQic。同样，集电极与发射极电压也是静态电压VCEQ和交流电压vce两部分合成，即vCEVCEQvce(3.2.4)由于集电极电流iC流过电阻Rc时，在Rc上产生电压降iCRc，则集电极与发射极间总的电压应为vCEVGiCRcVG(ICQic)Rc(3.2.5)比较式(3.2.5)与式(3.2.4)可得VGICQRcicRcVCEQicRcvceicRc(3.2.6)式中负号表示ic增加时ce将减小，即ce与ic反相。故CE的波形如图3.2.7(d)所示。经耦合电容C2的“隔直通交”，放大器输出端获得放大后的输出电压，即oce(3.2.7)波形如图3.2.7(e)所示。由图可见，vo与vi反相。位相反。(二)．静态工作点与动态范围之间的关系放大器的静态工作点(见L2)若把图3.2.4中的Rb除掉，电路如图3.2.5所示，则IBQ0，当输入端加正弦信号电压vi时，在信号正半周，发射结正偏而导通，输入电流ib随vi变化。在信号负半周，发射结反偏而截止，输入电流ib等于零。即波形产生了失真。vvicRc从信号放大过程来看，在共射放大电路中，输入电压与输出电压频率相同，相图3.2.5除去Rb时放大器工作不正常图3.2.6基极电流的合成如果Rb阻值适当，则IBQ不为零且有合适的数值。当输入端有交流信号vi通过C1加到晶体管的发射结时，基极电流在直流电流IBQ的基础上随vi变化，即交流ib叠加在直流IBQ上，如图3.2.6所示。如果IBQ的值大于ib的幅值，那么基极的总电流IBQib始终是单方向的电流，即它只有大小的变化，没有正负极性的变化，这样就不会使发射结反偏而截止，从而避免了输入电流ib的波形失真。综上可见，一个放大器的静态工作点是否合适，是放大器能否正常工作的重要条26《电子技术基础》教案件。设置静态工作点的目的:使输入信号工作在三极管输入特性的线形部分,避开非线形部分给交流信号造成的失真。静态工作点与波形失真的图解1．饱和失真如果静态工作点接近于QA，在输入信号的正半周，管子将进入饱和区，输出电压vce波形负半周被部分削除，产生“饱和失真”。2．截止失真如果静态工作点接近于QB，在输入信号的负半周，管子将进入截止区，输出电压vce波形正半周被部分削除，产生“截止失真”。3．非线性失真非线性失真是由于管子工作状态进入非线性的饱和区和截止区而产生的。从图3.3.5可见，为了获得幅度大而不失真的交流输出信号，放大器的静态工作点应设置在负载线的中点Q处。图静态工作点引起的非线性失真3负反馈在放大电路中的应用1反馈及其分类反馈：把放大器输出端或输出回路的输出信号通过反馈电路送到输入端或输入回路，与输入信号一起控制放大器的过程。反馈电路：由电阻或电容等元件组成。如图4.2.1所示。图中vi为输入信号，vo为输出信号，vf为反馈信号。反馈的分类及判别方法：一、正反馈和负反馈正反馈：反馈信号起到增强输入信号的作用。判断方法：若反馈信号与输入信号同相，则为正反馈。负反馈：反馈信号起到削弱输入信号的作用。判断方法：若反馈信号与输入信号反相，则为负反馈。27图4.2.1反馈放大器框图《电子技术基础》教案二、电压反馈和电流反馈电压反馈：如图(a)所示，反馈信号与输出电压成正比。判断方法：把输出端短路，如果反馈信号为零，则为电压反馈。电流反馈：如图(b)所示，反馈信号与输出电流成正比。判断方法：把输出端短路，如果反馈信号不为零，则为电流反馈。电压反馈和电流反馈框图串联反馈和并联反馈框图三、串联反馈和并联反馈串联反馈：如图(a)所示，净输入电压由输入信号和反馈信号串联而成。判断方法：把输入端短路，如果反馈信号不为零，则为串联反馈。并联反馈：如图(b)所示，净输入电流由反馈电流与输入电流并联而成。判断方法：把输入端短路，如果反馈信号为零，则为并联反馈。[例]判别图(a)和(b)电路中反馈元件引进的是何种反馈类型。解(1)电压反馈和电流反馈的判别当输出端分别短路后，图(a)中vf消失，而图(b)中，管子V2的iE2不消失，即vf不等于零，所以图(a)是电压反馈，图(b)是电流反馈。(2)串联反馈和并联反馈的判别当输入端分别短路后，图(a)中vf不消失，图(b)中的vf消失，所以图(a)是串联反馈，图(b)是并联反馈。(3)正反馈和负反馈的判别采用信号瞬时极性法判别，设某一瞬时，输入信号vi极性为正“”，并标注在输入端晶体管基极上，然后根据放大器的信号正向传输方向和反馈电路的信号反向传输方向，在晶体管的发射极、基极和集电极各点标注同一瞬时的信号的极性。可见，图(a)中反馈到输入回路的vf的极性是“+”，与输入电压vi反相，削弱了vi的作用，所以是负反馈；而图(b)中，反馈到输入端的if极性是“”，它削弱了vi的作用，所以也是负反馈。28《电子技术基础》教案2负反馈对放大器性能的改善一、提高了放大倍数的稳定性以图4.2.5电压串联负反馈电路为例作简要说明。由图可知，反馈电压vf反馈系数R2voR1R2Fvfvo(4.2.1)设Av——放大器无反馈时的放大倍数；Vi——净输入电压；Avf——加入负反馈后的放大倍数，则vov；Avovivi\\"因为vivi\\"vf；vfFvoFAvvi\\"Avf所以vivi\\"FAvvi\\"于是有(4.2.2)即AvfAv可见，Av是Avf的(1FAv)倍，(1FAv)愈大，Avf比Av就愈小。(1FAv)：放大器的反馈深度。如果负反馈很深，即(1FAv)1时，则AvA1vAvf1FAvFAvFAvfAvvi\\"1Av(1FAv)vi\\"1FAv(4.2.3)可见，在深度负反馈条件下，反馈放大器的放大倍数Avf仅取决于反馈系数F，而与Av无关。当晶体管参数、电源电压、环境温度及元件参数发生变化时，负反馈放大器的放大倍数受其影响很小，基本不变，从而使放大倍数稳定性获得了提高。结论：负反馈使放大器放大倍数减小(1FAv)倍；在深度负反馈条件下负反馈放大器的放大倍数很稳定。二、改善了放大器的频率特性由图4.2.6可见，无反馈时，中频段的电压放大倍数为Avo，其上、下限频率分别为fH和fL。加入负反馈后，中频段的电压放大倍数负反馈对频响的改善o。而高频段和低频段由于原放大倍数较小其反馈量相对于中频段要小，下降到Av因此放大倍数的下降量相对中频段要少，使放大器的频率特性变得平坦。即通频带展宽了，使放大器的频率特性得到改善。三、减小了放大器的波形失真在图中。设无反馈时，输入信号vi为正弦波（A半周与B半周一样大），由于29《电子技术基础》教案晶体管特性曲线的非线性，放大器输出信号vo发生了失真，出现了A半周大、B半周小的波形。加入负反馈后，反馈信号vf与输入信号vi进行叠加产生一个A半周小、B半周大的预失真信号vi，再经放大器放大，由于放大器对A半周放大能力较大，从而使输出信号vo中A半周与B半周的差异缩小了，因此放大器的输出波形得到了改善。四、改变了放大器的输入电阻、输出电阻放大器引入负反馈后，输入电阻的改变取决于反馈电路与输入端的联接方式；输出电阻的改变取决于反馈量的性质。1．输入电阻的改变对于串联负反馈，在输入电压vi不变时，反馈电压vf削减了输入电压vi对输入回路的作用，使净输入电压vi减小，致使输入电流ii减小，相当于输入电阻增大。即串联负反馈增大输入电阻。对于并联负反馈，在输入电压vi不变时，反馈电流if的分流作用致使输入电流ii增加，相当于输入电阻减小。即并联负反馈减小输入电阻。2．输出电阻的改变电压负反馈维持输出电压不受负载电阻变动的影响而趋于恒定，说明输出电阻比无反馈时输出电阻要小；而电流负反馈维持输出电流不受负载电阻变动的影响而趋于恒定，说明输出电阻比无反馈时输出电阻要大。即电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。结论，放大器引入负反馈后，使放大倍数下降；但提高了放大倍数的稳定性；扩展了通频带；减小了非线性失真；改变了输入、输出电阻。3射极输出器一、反馈类型电路如图4.2.8所示。其反馈信号vf取自发射极，若输出端短路，则vf0，所以是电压反馈。用瞬时极性法判别，可得vb和ve（即vf）极性相同，反馈信号削弱了输入信号的作用，所以是负反馈。在输入回路中vivbevf，所以是串联反馈。综合看来，电路的反馈类型为电压串联负反馈放大器。由于信号是从晶体管基极输入、发射极输出，集电极作为输入、输出公共端，故为共集电极电路，又称为射极输出器。30《电子技术基础》教案图射极输出器图交流通路二、性能分析交流通路如图所示。1．电压放大倍数由图4.2.9可知，vbevivoVbe一般很小，则vovi于是电压放大倍数为Avvo1vi(4.2.4)可见，射极输出器的输出电压近似等于输入电压，电压放大倍数约等于1，而且输出电压的相位与输入电压相同，故又称射极跟随器。2．输入电阻和输出电阻(1)输入电阻Re//RL，忽略Rb的分流作用，则输入电阻为设RLriviibrbeieRLibibibrbe(1)ibRLibrbe(1)RL，如果考虑Rb的分流作用，则实际的输入电阻为，于是riRL由于rbe(1)RL//RbriRL(4.2.6)由此可见，与共射极放大电路相比，射极输出器的输入电阻高得多。为了充分利用输入电阻高的特点，射极输出器一般不采用分压式偏置电路。(2)输出电阻R//Rb，不电路如图4.2.10所示，设v0，令R计Re，则输出端外加交流电压vo产生的电流ie为voieibibib(1)(1)rbeR于是得该支路的输出电阻为vrRroobeie1考虑Re时，射极输出器的输出电阻为31图分析ro示意图《电子技术基础》教案roro//Re(4.2.7)rbeR//Re1rbe，则射极输出器的输出电阻近1如果信号源内阻很小R0，则R0；若Re似为rorbe1(4.2.8)上式表明，输出电阻ro比rbe还要小几十倍。所以射极输出器的输出电阻是很小的。三、结论射极输出器具有输入电阻大，输出电阻小；电压放大倍数略小于但近似等于1；输出电压的相位与输入电压相同的特点。输出电流是输入电流的(1)倍，所以具有电流放大和功率放大能力。四、应用利用输入电阻大的特点，作为多级放大器的输入级，以减小对信号源的影响；利用输出电阻小的特点，作为多级放大器的输出级，以提高带负载的能力；还可用作阻抗变换器，以实现级间阻抗匹配；作为隔离级，减少后级对前级的影响。第4节功率放大器重点1．了解功率放大电路的任务、特点和要求。2．理解无输出变压器功率放大电路(OCL、OTL)的组成和工作原理。3．掌握OCL、OTL电路的分析方法；Pom、PG、PCM的估算和功率管的选管条件。4．理解典型集成功率放大电路。5．了解功率管的安全使用知识。难点1．功率放大器工作原理及性能特点。2．Pom、PCM的估算方法和功率管的选管条件。1低频功率放大器概述1.1低频功率放大器及其要求低频功率放大器：向负载提供足够大低频信号功率的放大电路。对功放的要求：信号失真小；有足够的输出功率；效率高；散热性能好。1.2低频功率放大器的分类32《电子技术基础》教案一、以晶体管的静态工作点位置分类1．甲类功放：Q点在交流负载线的中点，如图7.1.1(a)所示。电路特点：输出波形无失真，但静态电流大，效率低。2．乙类功放：Q点在交流负载线和IB0输出特性曲线交点，如图7.1.1(b)所示。电路特点：输出波形失真大，但静态电流几乎等于零，效率高。3．甲乙类功放：Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处，如图7.1.1(c)所示。电路特点：输出波形失真大，静态电流较小，效率较高。图7.1.1三种工作状态二、以功率放大器输出端特点分类1．有输出变压器功放电路。2．无输出变压器功放电路(OTL功放电路)。3．无输出电容功放电路(OCL功放电路)。2推挽功率放大器1乙类推挽功率放大器动画乙类推挽功率放大器一、电路及其工作原理典型电路如图7.3.1所示。V1、V2为功率放大管，组成对管结构。在信号一个周期内，轮流导电，工作在互补状态。T1为输入变压器，作用是对输入信号进行倒相，产生两个大小相等、极性相反的信号电压，分别激励V1和V2。T2为输出变压器，作用是将V1、V2输出信号合成完整的正弦波。图7.3.1乙类推挽功率放大器及其波形图7.3.2乙类推挽功放电路的图解分33《电子技术基础》教案析工作原理：输入信号vi经T1耦合，次级得两个大小相等、极性相反的信号。在信号正半周，V1导通(V2截止)，集电极电流iC1经T2耦合，负载上得到电流io正半周；在信号负半周，V2导通(V1截止)，集电极电流iC2经T2耦合，负载上得到电流io负半周。即经T2合成，负载上得一个放大后的完整波形io。由输出电流io波形可见，正、负半周交接处出现了失真，这是由于两管交接导通过程中，基极信号幅值小于门槛电压时管子截止造成的。故称为交越失真。二、输出功率和效率由于两管特性相同，工作在互补状态，因此图解分析时，常将两管输出特性曲线相互倒置，如图7.3.2所示。1．作直流负载线，求静态工作点。静态时，管子截止IBQ0，当ICEO很小时，ICQ0。过点VG作vCE轴垂线，得直流负载线。它与作IBQ0特性曲线的交点Q，即为静态工作点。2．作交流负载线，画交流电压和电流幅值。过点Q作斜率为1/RL的直线AB，即交流负载线。其中RL为单管等效交流负载电阻。在不失真情况下，功率管V1、V2最大交流电流iC1、iC2和交流电压vCE1、vCE2波形如图所示。3．电路最大输出功率若忽略管子VCES，交流电压和交流电流幅值分别为VcemVG(7.3.1)则最大输出功率Pom2VG1VGVG2R2RLL2VG2RL；IcmVGRL即Pom(7.3.2)式中，在输出变压器的初级匝数为N1，次级匝数为N2时，RL应为12N112RnRLRLLN42(7.3.3)式中nN1/N2。4．效率2图7.3.3乙类推挽功率放大电路理想最大效率为m78%。若考虑输出变压器的效率T，则乙类推挽功放的总效率为Tm(7.3.4)总效率约为60%，比单管甲类功放的效率高。电路优点：总效率高。电路缺点：存在交越失真，频率特性不好。7.3.2甲乙类推挽功率放大器如图7.3.3所示。图中，Rb1、Rb2、Re组成分压式电流负反馈偏置电路。静态时，34《电子技术基础》教案V1、V2处于微导通状态，从而避免了交越失真。由于静态工作点处于甲、乙类之间，所以叫作甲乙类推挽功率放大器。7.4无输出变压器的推挽功率放大器(OTL)7.4.1输入变压器倒相式推挽OTL功放电路一、电路结构如图7.4.1所示。图中，V1、V2为参数一致的NPN型功率管。R1、R2和Re1为V1的偏置电阻；R3、R4和Re2为V2的偏置电阻，保证管子静态时处于微导通状态，以克服交越失真。Re1和Re2为电流负反馈电阻，稳定静态工作点，并减小非线性失真。输入变压器用作信号倒相耦合，在次级N1、N2上产生大小相等、相位相反的信号vb1和vb2CL为耦合电容，作用是隔直通交，并兼作V2管的电源。二、工作原理静态时，A点电位为VG/2。由于CL隔直流，则RL上无电流。vi正半周，vb10，V1导通(V2截止)，ic1流过负载RL；vi负半周，vb20，V2导通(V1截止)，iC2流过负载RL。在输入信号vi一个周期内，两管轮流工作，RL上得到完整的放大信号。输出端交流通路如图7.4.2所示。图7.4.1输入变压器倒相式OTL功放电7.4.2互补对称式推挽OTL功放电路一、电路结构如图7.4.3所示。V2、V3为特性对称的异型功放管；V1为激励放大管，推动V2、V3功放管。RP1作用是调节A点电位保持VG/2。RP2作用是调节V2、V3管偏置电流，克服交越失真。C4为自举电容。使V2、V3工作时为共射组态，提高功率增益。R4为隔离电阻：对交流而言把B点电位和“地”点电位分开。二、信号的放大过程输入信号vi负半周时，V1输出正半周信号，V2导通(V3截止)，i2通过RL；vi正半周时，V1输出负半周信号，V3导通(V2截止)，i3流过RL。在vi一周期内，V2、V3轮流导电，RL上得到完整的信号。三、最大输出功率图7.4.2输出端交流通路简化图图7.4.3互补对称式推挽OTL功放电路因C3的作用，单管电源电压为VG2。则输出最大功率时，输出管的集电极电压和集电极电流峰值分别为1VVVG；IcmVcemcemG2RL2RL35《电子技术基础》教案忽略饱和压降和穿透电流，则最大输出功率为Pom11VG1VcemIcmVG222RL2即Pom2VG8RL(7.4.1)[例7.4.1]设图7.4.3互补对称OTL功放电路中，VG6V,RL8，求该电路的最大输出功率？2VG62解Pom0.56W8RL88W7.5无输出电容功率放大器(OCL)“OCL”功放电路：无输出耦合电容的功率放大器。7.5.1OCL功放电路简析一、中点静态电位必须为零(VA0)如图7.5.1所示。为了防止因输出端A与负载RL直接耦合，造成直流电流对扬声器性能的影响，则A点静态电位必为零。采用的办法是：1．双电源供电：电压大小相等，极性相反的正负电源。2．采用差分放大电路。二、最大输出功率输出最大功率时，集电极电压和电流的峰值分别为VVVG，IcmcemGVcemRLRL则最大输出功率为11VGVcemPomIcmVG22RL即Pom(7.5.1)图7.5.1OCL输出级示意图2VG2RL7.5.2OCL电路实例OCL电路实例如图7.5.2所示。一、电路组成说明1．用复合管提高功率输出级的电流放大倍数V4、V6组成NPN型复合管，V5、V7组成PNP型复合管，见图7.5.3。二者组成复合互补功率输出级。从而提高了输出级的电流放大倍数，同时也减小了前级的推动电流。36《电子技术基础》教案图7.5.2OCL功放电路实例2．用差分放大输入级抑制零漂V1、V2组成差分输入级，控制输出级A点电位不受温度等因素的影响而保证静态零输出。同时提高电路对共模信号的抑制能力。3．其它元件的作用V3为激励级，推动功率输出级，使其输出最大功率。C5为高频负反馈电容，防止V3高频自激。R7、V8、V9组成V4、V6和V5、V7复合管基极偏置电路，静态时，使其工作在微导通状态，防止产生交越失真。R5、C3、R6组成电压串联负反馈电路，稳定电压增益，并减小非线性失真。R16、C6组成避免感性负载引起高频自激的中和电路。R4、C2是差放电源滤波电路。C4为自举电容，提高输出级的增益，并使输出电压正负半周对称，提高不失真输出功率。二、信号放大过程vi正半周时，经V1、V3两次放大和反相，v3为正半周，则V4、V6导通，i1经R14、RL、地、VG返回V4、V6形成回路，RL有信号输出。vi负半周时，v3为负半周，则V5、V7导通，i2经R15、VG、地、RL、R12返回V5、V7形成回路，RL有信号输出。这样经轮番推挽，RL上得功率放大后的完整信号。图7.5.3复合管的接法7.6集成电路功率放大器简介37《电子技术基础》教案集成功率放大器具有体积小、工作稳定、易于安装和调试的优点，了解其外特性和外线路的连接方法，就能组成实用电路，因此，得到广泛的应用。7.6.1LM386集成功率放大器的应用电路LM386是小功率音频集成功放。外形如图7.6.1(a)所示，采用8脚双列直插式塑料封装。管脚如图7.6.1(b)所示，4脚为接“地”端；6脚为电源端；2脚为反相输入端；3脚为同相输入端；5脚为输出端；7脚为去耦端；1、8脚为增益调节端。外特性：额定工作电压为416V，当电源电压为6V时，静态工作电流为4mA，适合用电池供电。频响范围可达数百千赫。最大允许功耗为660mW(25C)，不需散热片。工作电压为4V，负载电阻为4时，输出功率(失真为10%)为300mW。工作电压为6V，负载电阻为4、8、16时，输出功率分别为340mW、325mW、180mW。一、用LM386组成OTL应用电路如图7.6.2所示。4脚接“地”，6脚接电源(69V)。2脚接地，信号从同相输入端3脚输入，5脚通过220F电容向扬声器RL提供信号功率。7脚接20F去耦电容。1、8脚之间接10F电容和20k电位器，用来调节增益。图7.6.1LM386外形图7.6.2用LM386组成OTL电路图7.6.3用LM386组成BTL电路二、用LM386组成BTL电路如图7.6.3所示。两集成功放LM386的4脚接“地”，6脚接电源，3脚与2脚互为短接，其中输入信号从一组(3脚和2脚)输入，5脚输出分别接扬声器RL，驱动扬声器发出声音。BTL电路的输出功率一般为OTL、OCL的四倍，是目前大功率音响电路中较为流行的音频放大器。图中电路最大输出功率可达3W以上。其中，500k电位器用来调整两集成功放输出直流电位的平衡。7.6.2TDA2030集成功率放大器的应用电路1．TDA2030简介外引线如图7.6.4所示。1脚为同相输入端，2脚为反相输入端，4脚为输出端，3脚接负电源，5脚接正电源。电路特点是引脚和外接元件少。外特性：电源电压范围为6V18V，静态电流小于60A，频响为10Hz140kHz，38《电子技术基础》教案谐波失真小于0.5，在VCC14V，RL4时，输出功率为14W。图7.6.4TDA2030的外引线排列图7.6.5TDA2030接成OCL功放电2．TDA2030应用电路如图7.6.5所示。V1、V2组成电源极性保护电路，防止电源极性接反损坏集成功放。C3、C5与C4、C6为电源滤波电容，100F电容并联0.1F电容的原因是100F电解电容具有电感效应。信号从1脚同相端输入，4脚输出端向负载扬声器提供信号功率，使其发出声响。TDA2030是一种超小形5引脚单列直插塑封集成功放。由于具有低瞬态失真、较宽频响和完善的内部保护措施，因此，常用在高保真组合音响中。本章小结1．单级低频小信号放大电路是最基本的放大电路，表征放大器的放大能力是放大倍数，即电压、电流和功率三种放大倍数。放大器常采用单电源电路。要不失真地放大交流信号必须使放大器设置合适的静态工作点，以保证晶体管放大信号时，始终工作在放大区。2．图解法和估算法是分析放大电路的两种基本方法。用图解法可直观地了解放大器的工作原理，关键是会画直流负载线和交流负载线。用估算法可以简捷地了解放大器的工作状况，分析计算放大器的各项性能指标。3．在放大器中，为了稳定静态工作点，常采用分压式稳定工作点偏置电路。4．功率放大器的主要任务是在不失真前提下输出大信号功率。功放有甲类、乙类和甲乙类三种工作状态。电路形式有OTL、OCL、BTL功放电路。5．为了减少输出变压器和输出电容给功放带来的不便和失真，出现了单电源供电的OTL和双电源供电的OCL功放电路。39