功率放大電路

衡麗電子 發佈 2024-05-08T22:20:58.468573+00:00

放大電路帶負載時要向負載提供一定的功率,在多級放大電路中,一般包括前置電壓放大電路和末級功率放大電路。

放大電路帶負載時要向負載提供一定的功率,在多級放大電路中,一般包括前置電壓放大電路和末級功率放大電路。對於一個微弱的信號,首先進行電壓放大,然後末級再進行電流放大,從而達到功率放大的目的。進行電流放大的電路又稱為功率放大電路。

阻容耦合的共發射極放大電路,輸出功率很小。當負載的阻抗很小時,共發射極電路的電壓放大倍數也很低,共發射極放大電路中為了不失真,要求管耗大於輸出功率,故共發射極放大電路的效率很低。

要獲得一定的輸出功率,需要解決低阻負載和效率問題,這也是功率放大電路要解決的主要問題。

近年來多採用互補對稱式功率放大電路,它是由射極輸出器發展而來的,射極輸出器具有輸入電阻高,輸出電阻低,有電流放大和功率放大的作用。如果採用有兩隻互補三極體組成的射極輸出電路,則能較好的解決低阻負載和效率問題。互補對稱式功率放大電路有兩種形式。


雙電源互補對稱功率放大電路(OCL電路)

基本互補對稱電路可以看成是由兩個射極輸出器組成的。一個NPN型和一個PNP型三極體,兩隻三極體輪流導通向負載電阻輸出電壓。

基本互補對稱電路實現了三極體在靜態時截止,有信號時三極體輪流導通,組成推挽式的電路。但是這種電路在實際應用中輸出電壓正弦波的保真度不理想。由於沒有靜態偏置,當輸入信號低於三極體的死區電壓時,兩個三極體都會截止,負載電阻上沒有電流通過,這種現象稱為交越失真,即正負半波交接過渡時出現的失真。

為了克服和減少交越失真,通常在兩個三極體的基極之間串接兩隻二極體,在它們的發射結上加稍大於死區電壓的正電壓(負電壓),使兩個三極體處於臨界導通的狀態。當有信號輸入時,就可以使輸出電壓在零點附近也不失真,基極偏置電阻的取值應大致相同。

由於每個三極體只工作半個周期,所以其靜態工作點可下移到基極電流幾乎為零的位置,因此三極體的靜態功率損耗約為零,使其效率提高。使放大電路有較大的動態範圍。

在互補對稱功率放大電路中,要求有一對特性對稱的NPN型和PNP型功率管。當輸出功率較大時,難以選配不同類型的三極體,且大功率管的β值均較小,而小功率管NPN型和PNP型管的匹配則較容易,因此常採用有兩個小功率三極體組成的複合管代替單個大功率三極體。複合管的放大倍數是兩管放大倍數之積。複合管複合後的等效結構由前面的小功率管決定。



單電源互補對稱電路。OTL電路

基本互補對稱電路需要兩個電源,有時不太方便,在一些信號頻率較高的場合,可使用單電源的互補對稱電路。通過電容將負載電阻接至兩管的發射極,靜態時通過調節基極偏置電阻的阻值使發射極的電位為電源電壓的一半,則電容的充電電壓等於電源電壓的一半。

當有信號輸入時,在信號的正半周第一個三極體導通,第二個三極體截止,電流由第一個三極體經過電容向負載供電,同時向電容充電。在信號負半周時,第一個三極體截止,第二個三極體導通,已充電的電容起著電源的作用,通過第二個三極體向負載放電。只要選擇時間常數RL*C足夠大(遠大於信號周期),就可以認為用電容和一個電源就可以達到和前面的正負兩個電源的作用相同。這種電路每個管子的工作電壓為電源電壓的一半。計算時要注意(P254頁)。


單電源互補對稱功率放大電路

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