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第 9章 功率放大电路
§ 9.1 功率放大电路的特殊问题
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
§ 9.4 集成功率放大器
§ 9.5 功率管的散热问题
第 9章 功率放大电路
§ 9.1 功率放大电路的特殊问题
学习目标,了解功率放大电路的特点及
分类
学习重点,1.功率放大电路的特点
2.功率放大电路的类型
§ 9.1 功率放大电路的特殊问题
例,扩音系统
什么是功率放大器？
在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的
负载。如使扬声器发声、继电器动作,仪表指针偏转等。推动一个
实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大
器。
功
率
放
大
电
压
放
大
信
号
提
取
§ 9.1 功率放大电路的特殊问题
一、功率放大电路的特点
1.输出功率 Po尽可能大。
2.功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路
参数不能超过晶体管的极限值：Ｉ CM,UCEM,PCM 。
3.电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。
4.电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减
少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率。
§ 9.1 功率放大电路的特殊问题
二、功率放大电路的类型
功率放大电路按其静态工作点在负载线上所处位置
不同，可分为 甲类, 甲乙类 和 乙类 等类型。
返回
iC
uCE
Q1
UCEQ
ICQ
VCC
iC
uCE
Q2ICQ
VCC
iC
uCEQ3
ICQ
VCC
甲类,Q点适中, 在正
弦信号的整个周期内均
有电流流过 BJT。
甲乙类,介于两者之间,
导通角大于 180°
乙类,静态电流为 0,BJT
只在正弦信号的半个周期
内均导通 。
第 9章 功率放大电路
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
学习目标,1.掌握 OCL互补对称功率放大
电路的工作原理和参数的估算
2.了解交越失真
学习重点,1.掌握 OCL电路的工作原理
2.掌握 OCL电路参数的估算
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
一、基本电路结构
互补对称
电路中采用两
个晶体管,NPN、
PNP各一支
两管特性一致，
组成互补对称式射
极输出器。
R L
V 1
V 2
+ U CC
－ U CC
+
u i
－
+
u o
－
i c1
i c2
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
二、工作原理（设 ui为正弦波）
1.静态分析
ui=0v→i c1,ic2均为 0（乙类
工作状态） → uo=0v
2,动态分析
ui>0→V 1导通,V2截止 → iL=iC1
ui<0→V 1截止,V2导通 → iL=iC2
两管交替工作得到完整的正弦波
ic1
ic2
R L
V 1
V 2
+ U CC
－ U CC
+
u i
－
+
u o
－
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
三,乙类双电源功率放大电路功率参数分析计算
1.输出功率
2.每只管子平均管耗
L
om
L
omom
ooo R
V
R
VVIVP 2
2
1
22 ?????
)4(1
2
om
L
V2V1
VVV
RPP
omCC ???
?
当输入信号足够大时，获得最大输出功率：
L
2
CC
o m a x 2
1
R
VP ??
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
当输出电压幅度达到最大，即 ≈ 时，则得电源供给的
最大功率为：
omaxV CCV
L
2
m a x
2
R
VP CC
V ??
4.效率
当 ≈ 时效率最大,η=π/4 =78.5％
CC
om
V
o
4
π
V
V
P
P ???
omaxV CCV
5.最大管耗
( m a x )
2
2( m a x )1 2.0
1
o
L
CC
V PR
VP ??
?
3.直流电源供给功率
L
omCC2
R
VVPPP
VoV ????
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
四,功率管的选择条件
2.功率管的最大耐压
CCC E OBR VU 2)( ?
3.功率管的最大集电极电流
L
CC
CM R
VI ?
1.功率管集电极的最大允许功耗
( m a x )( m a x )1 2.0 OVCM PPP ??
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
五、乙类互补对称功放电路的缺点
u i
0 t
u o1
0 t
u o2
0 t
u o
0 t
存在交越失真
交越失真
返回
第 9章 功率放大电路
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
学习目标,1.了解产生交越失真的原因
2.掌握甲乙类互补对称功率放
大电路的工作原理
学习重点,1.OTL电路的工作原理
2.减小交越失真的措施
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
一、产生交越失真的原因
交越失真 —— 输入信号很小时，达不到三极管的开启
电压，三极管不导电，在正、负半周交
替过零处出现非线性失真。
u
u
＋
-
Ｔ ２
o
LR
i
2
R
D 1
2
R
Ｔ １
1
V
CC
D
V
CC
?t
uo 交越失真
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
二、消除交越失真的措施
给三极管稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。
利用二极管提供偏置电压 利用三极管恒压源提供偏置
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
三,用复合管组成互补对称功率放大电路
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。
增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。
复合管的极性由前面的一个三极管决定。
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
四,甲乙类单电源互补对称功率放大电路（ OTL）
1.工作原理
R L
V 1
V 2
+ U CC
+
u i
－
+
u o
－
R 1
R 2
R 3
D 1
D 2
C
+ 因电路对称，静态时两个晶
体管发射极连接点电位为电源电
压的一半，负载中没有电流。
动态分析
ui>0→V 1导通,V2截止 → C充电
ui<0→V 1截止,V2导通 → C放电
电容 C起到了负电源的作用。
静态分析
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
五,OCL 电路和 OTL 电路的比较
Lf
omaxP
L
CC2
L
om2
2
1
2
1
R
V
R
U ?
L
CC2
L
2
om 8121 RVRU ?
OCL OTL
电源 双电源 单电源
信号 交、直流 交流
频率响应 好 取决于输出耦合电容 C
电路结构 较简单 较简单
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第 9章 功率放大电路
§ 9.4 集成功率放大器
学习目标：熟悉集成功率放大电
路的使用方法
学习重点：了解 TDA2006集成功
率放大器的典型应用
§ 9.4 集成功率放大器
一,TDA2006集成功率放大器简介
TDA2006集成功率放大器内部有差分电路
输入级、中间电压放大级、恒流源偏置电路及
甲乙类准互补对称功率放大电路的输出级，此
外还具有短路和过热保护电路。
§ 9.4 集成功率放大器
二,TDA2006集成功率放大器的典型应用
1,单电源应用电路
§ 9.4 集成功率放大器
2.BTL应用电路
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第 9章 功率放大电路
§ 9.5 功率管的散热问题
学习目标：了解功率管的散热问题
学习重点：熟悉功率管的散热
§ 9.5 功率管的散热问题
功率管的散热问题
1.最高允许结温。
2.通常的散热措施是给功放管加装散热片。
3.散热片（板）是铜、铝等导热性能良好的金
属材料制成的，尺寸越大能力越强，使用时可
根据散热要求的不同来选配。
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§ 9.5 功率管的散热问题
小 结
1．功率放大器的特点：工作在大信号状态下，输出电压和
输出电流都很大。要求在允许的失真条件下，尽可能提高
输出功率和效率。
2．为了提高效率，在功率放大器中,BJT常工作在乙类和
甲乙类状态下，并用互补对称结构使其基本不失真。这种
功率放大器理论上的最大输出效率可以达到 78.5％。
3．互补对称功率放大器的几种主要结构：
OCL（双电源） —— 乙类
甲乙类。
OTL（单电源） —— 乙类
甲乙类。
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
思考题
1.功率放大电路的特点是什么？
2.甲类、乙类、甲乙类功率放大电路是按什么方法分类的？
3.乙类互补对称功率放大电路是怎样工作的？
4.功放管选用的原则是什么？
5.怎样减小甲乙类双电源互补对称功率放大电路的交越失真？
6.甲乙类互补对称功率放大电路与乙类互补对称功率放大电路
比起来有哪些特点？
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第 9章 功率放大电路
§ 9.1 功率放大电路的特殊问题
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
§ 9.4 集成功率放大器
§ 9.5 功率管的散热问题
第 9章 功率放大电路
§ 9.1 功率放大电路的特殊问题
学习目标,了解功率放大电路的特点及
分类
学习重点,1.功率放大电路的特点
2.功率放大电路的类型
§ 9.1 功率放大电路的特殊问题
例,扩音系统
什么是功率放大器？
在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的
负载。如使扬声器发声、继电器动作,仪表指针偏转等。推动一个
实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大
器。
功
率
放
大
电
压
放
大
信
号
提
取
§ 9.1 功率放大电路的特殊问题
一、功率放大电路的特点
1.输出功率 Po尽可能大。
2.功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路
参数不能超过晶体管的极限值：Ｉ CM,UCEM,PCM 。
3.电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。
4.电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减
少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率。
§ 9.1 功率放大电路的特殊问题
二、功率放大电路的类型
功率放大电路按其静态工作点在负载线上所处位置
不同，可分为 甲类, 甲乙类 和 乙类 等类型。
返回
iC
uCE
Q1
UCEQ
ICQ
VCC
iC
uCE
Q2ICQ
VCC
iC
uCEQ3
ICQ
VCC
甲类,Q点适中, 在正
弦信号的整个周期内均
有电流流过 BJT。
甲乙类,介于两者之间,
导通角大于 180°
乙类,静态电流为 0,BJT
只在正弦信号的半个周期
内均导通 。
第 9章 功率放大电路
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
学习目标,1.掌握 OCL互补对称功率放大
电路的工作原理和参数的估算
2.了解交越失真
学习重点,1.掌握 OCL电路的工作原理
2.掌握 OCL电路参数的估算
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
一、基本电路结构
互补对称
电路中采用两
个晶体管,NPN、
PNP各一支
两管特性一致，
组成互补对称式射
极输出器。
R L
V 1
V 2
+ U CC
－ U CC
+
u i
－
+
u o
－
i c1
i c2
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
二、工作原理（设 ui为正弦波）
1.静态分析
ui=0v→i c1,ic2均为 0（乙类
工作状态） → uo=0v
2,动态分析
ui>0→V 1导通,V2截止 → iL=iC1
ui<0→V 1截止,V2导通 → iL=iC2
两管交替工作得到完整的正弦波
ic1
ic2
R L
V 1
V 2
+ U CC
－ U CC
+
u i
－
+
u o
－
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
三,乙类双电源功率放大电路功率参数分析计算
1.输出功率
2.每只管子平均管耗
L
om
L
omom
ooo R
V
R
VVIVP 2
2
1
22 ?????
)4(1
2
om
L
V2V1
VVV
RPP
omCC ???
?
当输入信号足够大时，获得最大输出功率：
L
2
CC
o m a x 2
1
R
VP ??
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
当输出电压幅度达到最大，即 ≈ 时，则得电源供给的
最大功率为：
omaxV CCV
L
2
m a x
2
R
VP CC
V ??
4.效率
当 ≈ 时效率最大,η=π/4 =78.5％
CC
om
V
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4
π
V
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P
P ???
omaxV CCV
5.最大管耗
( m a x )
2
2( m a x )1 2.0
1
o
L
CC
V PR
VP ??
?
3.直流电源供给功率
L
omCC2
R
VVPPP
VoV ????
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
四,功率管的选择条件
2.功率管的最大耐压
CCC E OBR VU 2)( ?
3.功率管的最大集电极电流
L
CC
CM R
VI ?
1.功率管集电极的最大允许功耗
( m a x )( m a x )1 2.0 OVCM PPP ??
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
五、乙类互补对称功放电路的缺点
u i
0 t
u o1
0 t
u o2
0 t
u o
0 t
存在交越失真
交越失真
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第 9章 功率放大电路
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
学习目标,1.了解产生交越失真的原因
2.掌握甲乙类互补对称功率放
大电路的工作原理
学习重点,1.OTL电路的工作原理
2.减小交越失真的措施
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
一、产生交越失真的原因
交越失真 —— 输入信号很小时，达不到三极管的开启
电压，三极管不导电，在正、负半周交
替过零处出现非线性失真。
u
u
＋
-
Ｔ ２
o
LR
i
2
R
D 1
2
R
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1
V
CC
D
V
CC
?t
uo 交越失真
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
二、消除交越失真的措施
给三极管稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。
利用二极管提供偏置电压 利用三极管恒压源提供偏置
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
三,用复合管组成互补对称功率放大电路
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。
增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。
复合管的极性由前面的一个三极管决定。
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
四,甲乙类单电源互补对称功率放大电路（ OTL）
1.工作原理
R L
V 1
V 2
+ U CC
+
u i
－
+
u o
－
R 1
R 2
R 3
D 1
D 2
C
+ 因电路对称，静态时两个晶
体管发射极连接点电位为电源电
压的一半，负载中没有电流。
动态分析
ui>0→V 1导通,V2截止 → C充电
ui<0→V 1截止,V2导通 → C放电
电容 C起到了负电源的作用。
静态分析
§ 9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
五,OCL 电路和 OTL 电路的比较
Lf
omaxP
L
CC2
L
om2
2
1
2
1
R
V
R
U ?
L
CC2
L
2
om 8121 RVRU ?
OCL OTL
电源 双电源 单电源
信号 交、直流 交流
频率响应 好 取决于输出耦合电容 C
电路结构 较简单 较简单
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第 9章 功率放大电路
§ 9.4 集成功率放大器
学习目标：熟悉集成功率放大电
路的使用方法
学习重点：了解 TDA2006集成功
率放大器的典型应用
§ 9.4 集成功率放大器
一,TDA2006集成功率放大器简介
TDA2006集成功率放大器内部有差分电路
输入级、中间电压放大级、恒流源偏置电路及
甲乙类准互补对称功率放大电路的输出级，此
外还具有短路和过热保护电路。
§ 9.4 集成功率放大器
二,TDA2006集成功率放大器的典型应用
1,单电源应用电路
§ 9.4 集成功率放大器
2.BTL应用电路
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第 9章 功率放大电路
§ 9.5 功率管的散热问题
学习目标：了解功率管的散热问题
学习重点：熟悉功率管的散热
§ 9.5 功率管的散热问题
功率管的散热问题
1.最高允许结温。
2.通常的散热措施是给功放管加装散热片。
3.散热片（板）是铜、铝等导热性能良好的金
属材料制成的，尺寸越大能力越强，使用时可
根据散热要求的不同来选配。
返回
§ 9.5 功率管的散热问题
小 结
1．功率放大器的特点：工作在大信号状态下，输出电压和
输出电流都很大。要求在允许的失真条件下，尽可能提高
输出功率和效率。
2．为了提高效率，在功率放大器中,BJT常工作在乙类和
甲乙类状态下，并用互补对称结构使其基本不失真。这种
功率放大器理论上的最大输出效率可以达到 78.5％。
3．互补对称功率放大器的几种主要结构：
OCL（双电源） —— 乙类
甲乙类。
OTL（单电源） —— 乙类
甲乙类。
§ 9.2 乙类互补对称功率放大电路
思考题
1.功率放大电路的特点是什么？
2.甲类、乙类、甲乙类功率放大电路是按什么方法分类的？
3.乙类互补对称功率放大电路是怎样工作的？
4.功放管选用的原则是什么？
5.怎样减小甲乙类双电源互补对称功率放大电路的交越失真？
6.甲乙类互补对称功率放大电路与乙类互补对称功率放大电路
比起来有哪些特点？
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