1
第九章 功率放大器
? 教学时数,5学时
? 重点与难点,
? 1,掌握 功率放大 电路的计算 。
? 2,理解 OTL,OCL电路工作原理 。
? 3,了解集成 功放 的应用 。
2
9.1功率放大电路概述
功率放大电路通常是在大信号状态下
工作，是以输出较大功率为目的的放大电
路。为了获得一定的不失真的输出功率。
它要求,输出功率尽可能大；
效率要高；
非线性要小；
考虑管子的散热问题。
3
9.1概述
三极管的工作状态
4
9.2乙类双电源互补对称功率放大电
路 一。 电路组成及工作原理
当输入信号处于正半周时，
T1管导电，有电流通过负载 RL,方
向由上到下，与假设方向相同。
当输入信号为负半周时,T2管
导电，有电流通过负 载 RL,方向由
下到上，与假设正方向相反。
于是两个三极管一个正半周,一
个负半周轮流导电，在负载上将正
半周和负半周合成在一起，得到一
个完整的不失真波形。
5
当输入信号足够大,
使 Vim=Vom=Vcem=VCC-VCES≈VCC,
Iom=Icm时，可获得,
二。 参数计算
1.输出功率
L
om
L
omom
ooo R
V
R
VVIVP 2
2
1
22
?????
L
2
CC
o ma x 2
1
R
VP ??
T1,T2工作在射极输
出器状态,AV≈1。
2.三极管的管耗 PT
)
4
(
2
=
2
om
L
T2T1T
VVV
R
PPP omCC ???
?
o m a xT m a x 2.0 PP ?
对一只三极管,
o m a x4.0 P?
6
3.电源功率 PV
直流电源提供的功率包括负载得到的功率
和 T1,T2管消耗的功率两部分 。
L
omCC2
R
VV
PPP ToV
?
???
当输出电压幅度达到最大，即 Vom≈VCC时，
则得 电源供给的 最大 功率为,
L
2
m a x
2
R
V
P CCV
?
?4．效率 η
CC
om
V
o
4
π
V
V
P
P ???
当 Vom = VCC 时效率最大, η =π /4 =78.5％ 。
7
5.大功率三极管输出特性曲线的分区
在大功率三极管的输出特性中，除了与普通
三极管一样分有放大区、饱和区、截止区外，从
使用和安全角度还分有
三极管的极限工作区
过电流区是由最大允许集电极电流
确定的，超过此值,β 将明显下降。
过电压区由 c,e间的
击穿电压 V(BR)CEO所决定。
过损耗区由集电极
功耗 PCm所决定。 过流区
过
压
区
过损区
8
三 。甲乙类互补对称功率放大电
路 输入信号很小时, 达不到三极
管的开启电压, 三极管不导电 。
因此在正, 负半周交替过零处会
出现一些 非线性失真, 这个失真
称为 交越失真 。
9
动画 17-3
10
解决交越失真的方法
给三极管稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。
利用三极管恒压源提供偏置 利用二极管提供偏置电压
11
其它类型互补功率放大电路
除了双电源的标准互补功率放大电路外,
还有一些其它类型的互补功率放大电路。
单电源互补功率放大电路
采用复合管的互补功率放大电路
集成功率放大器
BTL互补功率放大电路
双通道功率放大电路
12
单电源互补功率放大电路
当电路对称时, 输出端的静态电位等于 VCC /2。
为了使负载上仅获得交流
信号, 用一个 电容器 串联
在负载与输出端之间 。 这
种功率放大电路称为 OTL
互补功率放大电路 。
电容器 的容量由放大电
路的下限频率确定 。
CRf LL 2 π
1= L L π 2
1
f R C ?
13
采用复合管的互补功率放大电路
当输出功率较大时, 输出级的推动级, 即
末前级也应该是一个功率放大级 。 此时往往采
用复合管, 复合管有四种形式 。
复合管的极性由
前面的一个三极管决
定。由 NPN-NPN或
PNP-PNP复合而成一
般称为达林顿管。
14
9.3集成功率放大器
集成功率放大器广泛用于音响、电视和小电机的驱动
方面。集成功放是在集成运算放大器的电压互补输出级后，
加入互补功率输出级而构成的。大多数集成功率放大器实
际上也就是一个具有直接耦合特点的运算放大器。它的使
用方法原则上与集成运算放大器相同。
集成功放使用时不能超过规定的极限参数，极限参数主
要有功耗和最大允许电源电压。集成功放要加有足够大的散
热器，保证在额定功耗下温度不超过允许值。集成功放一般
允许加上较高的工作电压，但许多集成功放可以在低电压下
工作，适用于无交流供电的场合，此时集成功放电源电流较
大，非线性失真也较大。
15
BTL互补功率放大电路
BTL互补功率放大电路由两路功率放大电路
和反相比例电路组合而成, 负载接在两输出端
之间 。 两路功率放大电路的输入信号是反相的,
所以负载一端的电位升高时, 另一端则降低,
因此负载上获得
的信号电压要增
加一倍 。 BTL放
大电路输出功率
较大, 负载可以
不接地 。
16
双通道功率放大电路
双通道功率放大电路是用于立体声音响设备
的功率放大电路, 一般有专门的集成功率放大器
产品 。 它有一个左声道功放和一个右声道功放,
这两个功放的技术指标是相同的, 需要在专门的
立体声音源下才能显现出立体声效果 。 有的高级
音响设备一个声道分成二, 三个频段放大, 有相
应的低频段, 中频段和高频段放大器 。
第九章 功率放大器
? 教学时数,5学时
? 重点与难点,
? 1,掌握 功率放大 电路的计算 。
? 2,理解 OTL,OCL电路工作原理 。
? 3,了解集成 功放 的应用 。
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9.1功率放大电路概述
功率放大电路通常是在大信号状态下
工作，是以输出较大功率为目的的放大电
路。为了获得一定的不失真的输出功率。
它要求,输出功率尽可能大；
效率要高；
非线性要小；
考虑管子的散热问题。
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9.1概述
三极管的工作状态
4
9.2乙类双电源互补对称功率放大电
路 一。 电路组成及工作原理
当输入信号处于正半周时，
T1管导电，有电流通过负载 RL,方
向由上到下，与假设方向相同。
当输入信号为负半周时,T2管
导电，有电流通过负 载 RL,方向由
下到上，与假设正方向相反。
于是两个三极管一个正半周,一
个负半周轮流导电，在负载上将正
半周和负半周合成在一起，得到一
个完整的不失真波形。
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当输入信号足够大,
使 Vim=Vom=Vcem=VCC-VCES≈VCC,
Iom=Icm时，可获得,
二。 参数计算
1.输出功率
L
om
L
omom
ooo R
V
R
VVIVP 2
2
1
22
?????
L
2
CC
o ma x 2
1
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T1,T2工作在射极输
出器状态,AV≈1。
2.三极管的管耗 PT
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4
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2
=
2
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L
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VVV
R
PPP omCC ???
?
o m a xT m a x 2.0 PP ?
对一只三极管,
o m a x4.0 P?
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3.电源功率 PV
直流电源提供的功率包括负载得到的功率
和 T1,T2管消耗的功率两部分 。
L
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?
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当输出电压幅度达到最大，即 Vom≈VCC时，
则得 电源供给的 最大 功率为,
L
2
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2
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P CCV
?
?4．效率 η
CC
om
V
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4
π
V
V
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P ???
当 Vom = VCC 时效率最大, η =π /4 =78.5％ 。
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5.大功率三极管输出特性曲线的分区
在大功率三极管的输出特性中，除了与普通
三极管一样分有放大区、饱和区、截止区外，从
使用和安全角度还分有
三极管的极限工作区
过电流区是由最大允许集电极电流
确定的，超过此值,β 将明显下降。
过电压区由 c,e间的
击穿电压 V(BR)CEO所决定。
过损耗区由集电极
功耗 PCm所决定。 过流区
过
压
区
过损区
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三 。甲乙类互补对称功率放大电
路 输入信号很小时, 达不到三极
管的开启电压, 三极管不导电 。
因此在正, 负半周交替过零处会
出现一些 非线性失真, 这个失真
称为 交越失真 。
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动画 17-3
10
解决交越失真的方法
给三极管稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。
利用三极管恒压源提供偏置 利用二极管提供偏置电压
11
其它类型互补功率放大电路
除了双电源的标准互补功率放大电路外,
还有一些其它类型的互补功率放大电路。
单电源互补功率放大电路
采用复合管的互补功率放大电路
集成功率放大器
BTL互补功率放大电路
双通道功率放大电路
12
单电源互补功率放大电路
当电路对称时, 输出端的静态电位等于 VCC /2。
为了使负载上仅获得交流
信号, 用一个 电容器 串联
在负载与输出端之间 。 这
种功率放大电路称为 OTL
互补功率放大电路 。
电容器 的容量由放大电
路的下限频率确定 。
CRf LL 2 π
1= L L π 2
1
f R C ?
13
采用复合管的互补功率放大电路
当输出功率较大时, 输出级的推动级, 即
末前级也应该是一个功率放大级 。 此时往往采
用复合管, 复合管有四种形式 。
复合管的极性由
前面的一个三极管决
定。由 NPN-NPN或
PNP-PNP复合而成一
般称为达林顿管。
14
9.3集成功率放大器
集成功率放大器广泛用于音响、电视和小电机的驱动
方面。集成功放是在集成运算放大器的电压互补输出级后，
加入互补功率输出级而构成的。大多数集成功率放大器实
际上也就是一个具有直接耦合特点的运算放大器。它的使
用方法原则上与集成运算放大器相同。
集成功放使用时不能超过规定的极限参数，极限参数主
要有功耗和最大允许电源电压。集成功放要加有足够大的散
热器，保证在额定功耗下温度不超过允许值。集成功放一般
允许加上较高的工作电压，但许多集成功放可以在低电压下
工作，适用于无交流供电的场合，此时集成功放电源电流较
大，非线性失真也较大。
15
BTL互补功率放大电路
BTL互补功率放大电路由两路功率放大电路
和反相比例电路组合而成, 负载接在两输出端
之间 。 两路功率放大电路的输入信号是反相的,
所以负载一端的电位升高时, 另一端则降低,
因此负载上获得
的信号电压要增
加一倍 。 BTL放
大电路输出功率
较大, 负载可以
不接地 。
16
双通道功率放大电路
双通道功率放大电路是用于立体声音响设备
的功率放大电路, 一般有专门的集成功率放大器
产品 。 它有一个左声道功放和一个右声道功放,
这两个功放的技术指标是相同的, 需要在专门的
立体声音源下才能显现出立体声效果 。 有的高级
音响设备一个声道分成二, 三个频段放大, 有相
应的低频段, 中频段和高频段放大器 。
