6.4 功率放大电路

6.4.1  功率放大电路概述

1、功率放大器的特点

一个放大器常常由电压放大器和功率放大器组成，如图所示。

特点：

(1) 输出功率尽可能大

(2) 效率要高

(3) 非线性失真要小

(4) 要考虑功率管的散热和保护问题

2. 功率放大器的分类

    ①甲类放大器：这种功放的工作原理是输出器件晶体管始终工作在传输特性曲线的线性部分，在输入信号的整个周期内输出器件始终有电流连续流动，这种功放失真小，但效率低，约为50%，功率损耗大，一般应用在家庭的高档机较多。

    ②乙类放大器：两只晶体管交替工作，每只晶体管在信号的半个周期内导通，另半个周期内截止。该类功放效率较高，约为78%，但缺点是容易产生交越失真。

    ③甲乙类放大器：兼有甲类放大器音质好和乙类放大器效率高的优点，被广泛应用于家庭、专业、汽车音响系统中。

6.4.2 乙类双电源互补对称功率放大电路

1. 电路组成

2. 工作原理

(1) 静态时，u_i = 0 ，两管均处于零偏置，I_BQ、I_CQ均为零，输出电压u_o = 0 ，电路不消耗功率。

(2) 当有正弦信号u_i输入时，在u_i 的正半周，VT₁正偏导通，VT₂则因反偏截止，电流i_C1流过负载R_L，R_L两端获得的为u_o正半周；在u_i的负半周，VT₁截止，VT₂导通，电流i_C2流过负载R_L，R_L两端获得的为u_o负半周。

3. 输出功率、效率和管耗

 (1) 输出功率

最大不失真输出电压幅值为

最大不失真输出功率为

 (2) 直流电源的供给功率P_E

当时直流电源提供最大的直流功率，即

(3) 效率

当U_CEM(max)V_CC时

(4) 管耗P_V

4. 功率管的技术指标与使用

 (1) 功率管集电极的最大允许功耗 

 P_CM≥P_V1(max) = 0.2                           

 (2) 功率管的最大耐压

U_(BR)CEO≥2V_CC                        

 (3) 功率管的最大集电极电流

I_CM≥V_CC/R_L                        

6.4.3 甲乙类互补对称功率放大电路

乙类互补对称功率放大电路为零偏置(静态电流为0)，而VT₁和VT₂都存在死区电压，当输入电压u_i低于死区电压(硅管为0.6V，锗管为0.2V)时，VT₁和VT₂都不导通，负载电流基本为零。这样就在输出电压正、负半周交界处产生失真。由于这种失真发生在两管交替工作的时刻，故称为交越失真。

在具体电路中，一般采用如下图所示偏置电路来消除交越失真。

1.利用二极管上压降产生偏置电压

电路如图 (a)所示，由VT₃组成的前置电压放大级上集电极静态电流I_C3流经VD₁、VD₂形成的直流压降为VT₁和VT₂提供一个适当的正向偏置电压，使之处于微导通状态。但该电路的缺点是不易调节。

2.利用倍增电路产生偏置电压

电路如图 (b)所示，由R₃、R₄和V₄组成倍增电路。设流入VT₄的基级电流远小于R₃、R₄上的电流，则有

当采用硅管时，U_BE40.6V～0.7V，因此只需调节电阻R₃和R₄的比值，即可改变U_CE4形成的偏压值。这个电路常常应用在集成功率放大电路中。

小结：

    本节课主要介绍了功率放大电路，以及功率放大电路的工作原理。