第九章 功率放大电路 习 题 9.1 分析下列说法是否正确,凡对者在括号内打“√”,凡错者在括号内打“×”。 (1)在功率放大电路中,输出功率愈大,功放管的功耗愈大。( ) (2)功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下,负载上可能获得的最大交流功率。( ) (3)当OCL电路的最大输出功率为1W时,功放管的集电极最大耗散功率应大于1W。( ) (4)功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是 1)都使输出电压大于输入电压;( ) 2)都使输出电流大于输入电流;( ) 3)都使输出功率大于信号源提供的输入功率。( ) (5)功率放大电路与电压放大电路的区别是 1)前者比后者电源电压高;( ) 2)前者比后者电压放大倍数数值大;( ) 3)前者比后者效率高;( ) 4)在电源电压相同的情况下,前者比后者的最大不失真输出电 压大;( ) (6)功率放大电路与电流放大电路的区别是 1)前者比后者电流放大倍数大;( ) 2)前者比后者效率高;( ) 3)在电源电压相同的情况下,前者比后者的输出功率大。( ) 解:(1)× (2)√ (3)× (4)× × √ (5)× × √ √ (6)× √ √ 9.2 已知电路如图P9.2所示,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=3V,VCC=15V, RL=8Ω,。选择正确答案填入空内。 图P9.2 (1)电路中D1和D2管的作用是消除 。 A.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 (2)静态时,晶体管发射极电位UEQ 。 A.>0V B.=0V C.<0V (3)最大输出功率POM 。 A.≈28W B.=18W C.=9W (4)当输入为正弦波时,若R1虚焊,即开路,则输出电压 。 A.为正弦波 B.仅有正半波 C.仅有负半波 (5)若D1虚焊,则T1管 。 A.可能因功耗过大烧坏 B.始终饱和 C.始终截止 解:(1)C (2)B (3)C (4)C (5)A 9.3 在图P9.2所示电路中,已知VCC=16V,RL=4Ω,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=2V,输入电压足够大。试问: (1)最大输出功率Pom和效率η各为多少? (2)晶体管的最大功耗PTmax为多少? (3)为了使输出功率达到Pom,输入电压的有效值约为多少? 解:(1)最大输出功率和效率分别为  (2)晶体管的最大功耗  (3)输出功率为Pom时的输入电压有效值  9.4 在图P9.4所示电路中,已知二极管的导通电压UD=0.7V,晶体管导通时的│UBE│=0.7V,T2和T4管发射极静态电位UEQ=0V。 图P9.4 试问: (1)T1、T3和T5管基极的静态电位各为多少? (2)设R2=10kΩ,R3=100Ω。若T1和T3管基极的静态电流可忽略不计,则T5管集电极静态电流为多少?静态时uI=? (3)若静态时iB1>iB3,则应调节哪个参数可使iB1=iB2?如何调节? (4)电路中二极管的个数可以是1、2、3、4吗?你认为哪个最合适?为什么? 解:(1)T1、T3和T5管基极的静态电位分别为 UB1=1.4V UB3=-0.7V UB5=-17.3V (2)静态时T5管集电极电流和输入电压分别为  (3)若静态时iB1>iB3,则应增大R3。 (4)采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适,也可只用三只二极管。这样一方面可使输出级晶体管工作在临界导通状态,可以消除交越失真;另一方面在交流通路中,D1和D2管之间的动态电阻又比较小,可忽略不计,从而减小交流信号的损失。 9.5 在图P9.4所示电路中,已知T2和T4管的饱和管压降│UCES│=2V,静态时电源电流可忽略不计。试问负载上可能获得的最大输出功率Pom和效率η各为多少? 解:最大输出功率和效率分别为  9.6 为了稳定输出电压,减小非线性失真,请通过电阻Rf在图P9.4所示电路中引入合适的负反馈;并估算在电压放大倍数数值约为10的情况下,RF的取值。 解:应引入电压并联负反馈,由输出端经反馈电阻Rf接T5管基极,如解图P9.6所示。 Rf 解图P9.6 在深度负反馈情况下,电压放大倍数  R1=1 kΩ,所以Rf ≈10 kΩ。 9.7 估算图P9.4所示电路T2和T4管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗。 解:功放管的最大集电极电流、最大管压降、最大功耗分别为  9.8 在图P9.8所示电路中,已知VCC=15V,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=2V,输入电压足够大。求解: (1)最大不失真输出电压的有效值; (2)负载电阻RL上电流的最大值; (3)最大输出功率Pom和效率η。 解:(1)最大不失真输出电压有效值  (2)负载电流最大值  图P9.8 (3)最大输出功率和效率分别为  9.9 在图P9.8所示电路中,R4和R5可起短路保护作用。试问:当输出因故障而短路时,晶体管的最大集电极电流和功耗各为多少? 解:当输出短路时,功放管的最大集电极电流和功耗分别为  9.10 在图P9.10所示电路中,已知VCC=15V,T1和T2管的饱和管压降│UCES│=1V,集成运放的最大输出电压幅值为±13V,二极管的导通电压为0.7V。 图P9.10 (1)若输入电压幅值足够大,则电路的最大输出功率为多少? (2)为了提高输入电阻,稳定输出电压,且减小非线性失真,应引入哪种组态的交流负反馈?画出图来。 (3)若Ui=0.1V时,Uo=5V,则反馈网络中电阻的取值约为多少? 解:(1)输出电压幅值和最大输出功率分别为  (2)应引入电压串联负反馈,电路如解图P9.10所示。 解图P9.10 (3)在深度负反馈条件下,电压放大倍数为  R1=1 kΩ,所以Rf ≈49 kΩ。 9.11 OTL电路如图P9.11所示。 图P9.11 (1)为了使得最大不失真输出电压幅值最大,静态时T2和T4管的发射极电位应为多少?若不合适,则一般应调节哪个元件参数? (2)若T2和T4管的饱和管压降│UCES│=3V,输入电压足够大,则电路的最大输出功率Pom和效率η各为多少? (3)T2和T4管的ICM、U(BR)CEO和PCM应如何选择? 解:(1)射极电位UE=VCC /2=12V;若不合适,则应调节R2。 (2)最大输出功率和效率分别为  (3)T2和T4管ICM、U(BR)CEO和PCM的选择原则分别为  9.12 已知图P9.12所示电路中T1和T2管的饱和管压降│UCES│=2V,导通时的│UBE│=0.7V,输入电压足够大。 图P9.12 (1)A、B、C、D点的静态电位各为多少? (2)为了保证T2和T4管工作在放大状态,管压降│UCE│≥3V,电路的最大输出功率Pom和效率η各为多少? 解:(1)静态电位分别为 UA=0.7V,UB=9.3V,UC=11.4V,UD=10V (2)最大输出功率和效率分别为  9.13 图P9.13所示为两个带自举的功放电路。试分别说明输入信号正半周和负半周时功放管输出回路电流的通路,并指出哪些元件起自举作用。 图P9.13 解:在图(a)所示电路中,在信号的正半周,经共射电路反相,输出级的输入为负半周,因而T2导通,电流从C4的正端经T2、地、扬声器至C4的负端;在信号的负半周,经共射电路反相,输出级的输入为正半周,因而T1导通,电流从+VCC经T2、C4、扬声器至地。C2、R3起自举作用。 在图(b)所示电路中,在信号的正半周,经共射电路反相,输出级的输入为负半周,因而T3导通,电流从+VCC经扬声器、C2、T3至地;在信号的负半周,经共射电路反相,输出级的输入为正半周,因而T2导通,电流从C4的正端经扬声器、T2至C4的负端。C2、R2起自举作用。 9.14 LM1877N-9为2通道低频功率放大电路,单电源供电,最大不失真输出电压的峰峰值UOPP=(VCC-6)V,开环电压增益为70dB。图P9.14所示为LM1877N-9中一个通道组成的实用电路,电源电压为24V,C1~C3对交流信号可视为短路;R3和C4起相位补偿作用,可以认为负载为8Ω。 图P9.14 (1)静态时uP、uN、、uO各为多少? (2)设输入电压足够大,电路的的最大输出功率Pom和效率η各为多少? 解:(1)静态时  (2)最大输出功率和效率分别为  9.15 电路如图9.4.6所示,回答下列问题: (1)≈? (2)若VCC=15V时最大不失真输出电压的峰-峰值为27V,则电路的最大输出功率Pom和效率η各为多少? (3)为了使负载获得最大输出功率,输入电压的有效值约为多少? 解:(1)电压放大倍数  (2)最大输出功率和效率分别为  (3)输入电压有效值  9.16 TDA1556 为2通道BTL电路,图P9.16所示为TDA1556中一个通道组成的实用电路。已知VCC=15V,放大器的最大输出电压幅值为13V。 图P9.16 (1)为了使负载上得到的最大不失真输出电压幅值最大,基准电压UREF应为多少伏?静态时uO1和uO2各为多少伏? (2)若Ui足够大,则电路的最大输出功率Pom和效率η各为多少? (3)若电路的电压放大倍数为20,则为了使负载获得最大输出功率,输入电压的有效值约为多少? 解:(1)基准电压 UREF=VCC /2=7.5V 静态时 uO1=uO2=7.5V 。 (2)最大输出功率和效率分别为  (3)输入电压有效值  9.17 TDA1556 为2通道BTL电路,图P9.17所示为TDA1556中一个通道组成的实用电路。已知VCC=15,放大器的最大输出电压幅值为13V。 图P9.17 (1)为了使负载上得到的最大不失真输出电压幅值最大,基准电压UREF应为多少伏?静态时uO1和uO2各为多少伏? (2)若Ui足够大,则电路的最大输出功率Pom和效率η各为多少? 解:同题9.16(1)、(2)。 9.18 已知型号为TDA1521、LM1877和TDA1556的电路形式和电源电压范围如表所示,它们的功放管的最小管压降│UCEmin│均为3V。 型 号 TDA1521 LM1877 TDA1556  电路形式 OCL OTL BTL  电源电压 ±7.5~±20 V 6.0~24V 6.0~18V   (1)设在负载电阻均相同的情况下,三种器件的最大输出功率均相同。已知OCL电路的电源电压±VCC=±10V,试问OTL电路和BTL电路的电源电压分别应取多少伏? (2)设仅有一种电源,其值为15V;负载电阻为32Ω。问三种器件的最大输出功率各为多少? 解:(1)OTL电路应取VCC=20V,BTL电路应取VCC=13V。 (2)OTL、OCL和BTL电路的最大输出功率分别为  9.19 电路如图P9.2所示。在出现下列故障时,分别产生什么现象。 (1)R1开路; (2)D1开路; (3)R2开路; (4)T1集电极开路; (5)R1短路; (6)D1短路。 解:(1)仅有负半周; (2)T1、T2将因功耗过大而损坏; (3)仅有正半周; (4)T2将因功耗过大而损坏; (5)uO=VCC-UBE1≈14.3V; (6)稍有交越失真。 9.20 电路如图P9.4所示。在出现下列故障时,分别产生什麽现象。 (1)R2开路; (2)D1开路; (3)R2短路; (4)T1集电极开路; (5)R3短路。 解:(1)无输出; (2)功放管将因功耗过大而损坏; (3)uO=VCC-UBE1-UBE2≈16.6V (4)正、负半周不对称,正半周幅值小; (5)稍有交越失真。