6.1 概 述
6.2 互补对称功率放大器
6.3 集成功率放大器
第 6章 低频功率放大器
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
6.1 概述
功
率
放
大
电
压
放
大
信
号
提
取
6.1.1 功率放大电路的特点
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, ICM, UCEM, PCM 。
ICM
PCM
UCEM
（ 1） 输出功率 Po尽可能大
Ic
uce
电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。
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（ ?）。
Po,负载上得到的交流信号功率。
PE,电源提供的直流功率。
%100??
E
O
P
P?
（ 4）散热性能要好
（ 2）效率要高
（ 3）非线性失真要小
1.甲类,Q点适中,
在正弦信号的整
个周期内均有电
流流过三极管 。
iC
uCE
Q1
UCEQ
ICQ
VCC
6.1.2 功率放大器的分类
iC
uCE
Q3ICQ
VCC
2.乙类,静态电流为 0,BJT只
在正弦信号的半个周期内均导
通 。
iC
uCE
Q2ICQ
VCC
3.甲乙类,介于两者之间, 导通角大
于 180°
1,电路的组成与工作原理
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。
6.2 互补对称功率放大器
uu
V1
+VCC
-VCC
o
i
LRV2
工作原理 （设 ui为正弦波）
ic1
ic2
静态时：
ui = 0V ? ic1,ic2均 =0（乙
类工作状态） ? uo = 0V
动态时：
ui ? 0V V1截止,V2导通
ui > 0V V1导通,V2截止
iL= ic1 ;
iL=ic2
V1,V2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。
uu
V2
+VCC
-VCC
o
i
LR
V1
输入输出波形图
ui
uo
uo
uo ′
交越失真
死区电压
＋
－
u
u
Ｔ １
Ｔ ２
V
CC
V
CC
o
i
L
R
2,图解分析
负载上的最大不失真电压为 Uom=VCC- UCES
iC1
uCE
iC2
Q
VCC
UCES
UCES
Uom
uu
V1
V2
+VCC
-VCC
o
i
LR
最大不失真输出功率 Pomax
L
2
CC
L
2
C E SCC
o m a x 22
)(
R
V
R
UVP ???
(1)输出功率 Po
L
2
om
L
omom
ooo 222= R
U
R
UUIUP ?
?
??
3,输出功率、最大效率、管耗
uu
V1
2
+VCC
-VCC
o
i
LR
(2)效率 ?
CC
om
E
o
4
=
V
U
P
P ?? ??
时,CCom VU ? % 7 8, 5
4
m a x ?? ??
最高效率 ?max
(3)三极管的最大管耗 PT1max
om
L
2
CC
T 1 m a x 2.022.0 PR
VP ??
问,Uom=？ PT1最大,PT1max=？
PT1max发生在 Uom=0.64VCC处。
将 Uom=0.64VCC代入 PT1表达式,
omT 2mT 1m 2.0 PPP ??
4,功放管的选择
(1) PCM? PT1max =0.2PoM
(2)
CCC E OBR VU 2)( ?
L
2
CC
oM 2 R
VP ?
（ 3） ICM>VCC/RL。
? t
uo 交越失真
ui
? t
存在交越失真
乙类互补对称功放的缺点
＋
－
u
u
Ｔ １
Ｔ ２
V
CC
o
i
L
R
V
CC
u
u
＋
-
Ｔ
２
o
L
R
i
2
R
D
1
2
R
Ｔ
１
1
V
CC
D
V
CC
静态时, V1,V2两管发射结电压分
别为二极管 V4,V5的正向导通
压降，致使两管均处于微弱导
通状态 —— 甲乙类工作状态
动态时,设 ui 加入正弦信号。正半
周 V1 截止,V2导通；负半周 V2
截止,V1导通。
电路中增加 R1,V4,V5,R2支路
6.2.2 甲乙类双电源互补对称功率放大器
电路中增加复合管
增加复合管的目的,扩大电流的驱动能力。
????1?2
晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
复合 NPN型 复合 PNP型
c
e
b
Ci
b
i
ei
T 1
2T
c
b
e
i
b
T
T
e
1
C
2
i
i
b
c
e
bi
T
i C
ei
b
e
c
i
e
i
i
C
T
b
1、基本原理
,单电源供电；
,输出加有大电容。
（ 1）静态偏置
6.2.3 甲乙类单电源互补对称功率放大器
调整 RW阻值的大
小，可使
CCP 2
1 VU ?
此时电容上电压
CCC 2
1 VU ?
+
u
uV
V1
3
2
4V
V
C
8R
VCC
1R
2R
RL
R5R6
WR
UP
i
O
（ 2）动态分析
（电容起到了负电
源的作用）
ui负半周时，
V1导通,V2截止；
ui正半周时，
V1截止,V2导通。
+
u
uV
V1
3
2
4V
V
C
8R
VCC
1R
2R
RL
R5R6
WR
UP
i
O
（ 3）输出功率及效率
若忽略交越失真的影响。则：
L
CC
L
o
o R
V
R
U
P
8
)
2
( 22m a x
m a x ??
%5.78m a x ??
2m a x
CC
o
VU ?
此电路存在的问题：
输出电压正方向变化的幅度受到限制，达不到 VCC/2。
+
u
uV
V1
3
2
4V
V
C
8R
VCC
1R
2R
RL
R5R6
WR
UP
i
O
总结：互补对称功放的类型
互补对称功放的类型
双电源电路
又称 OCL电路
（无输出电容）
单电源电路
又称 OTL电路
（无输出变压器）
L
CC
o R
VP
2
2
m a x ?
L
CC
o R
VP
8
2
m a x ?
6.3 集成功率放大器
6.3.1 4100系列集成电路应用线路
1,外型图与引脚的功能
2,典型应用电路
6.3.2 TDA2030集成功率放大器的应用线路
本章小结
（ 1）功率放大器的主要任务是安全地、高效地在允许
的失真范围内输出尽可能大的功率。按功放管的工作状
态不同，功率放大器可分为甲类、乙类和甲乙类；按输
出终端的特点可分为 OTL,OCL等。
（ 2）功率放大器是在大信号下工作的，通常采用图解
法进行分析。研究的重点是如何在允许失真的条件下，
尽可能提高输出功率和效率。
（ 3）为了提高低频功放的效率，应当使功放管工作在
乙类状态；为了克服单管乙类功放的严重非线性失真，
可采用乙类互补对称功放，即 OCL电路，其最高工作效
率约为 78.5%。为了保证功放管的安全工作，功放管的
极限参数必须满足,PCM>PT1m(≈0.2Pom)，
|U(BR)CEO|≥2VCC,ICM>VCC/RL；为了克服乙类互补对称功
放存在的交越失真，应采用甲乙类（接近乙类）互补对
称功放。
（ 4）单电源互补对称功放电路（ OTL电路），
其工作原理基本上与 OCL电路相同，计算输出
功率、效率、管耗和电源供给功率时，可借用
双电源互补对称电路的计算公式，但要用 VCC/2
代替原式中的 VCC。
（ 5）集成功放器具有体积小、重量轻、工作可
靠、调试组装方便之优点，是今后功率放大电
路的发展方向，使用集成功放器应了解它们的
外部特性和应用线路。
6.2 互补对称功率放大器
6.3 集成功率放大器
第 6章 低频功率放大器
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
6.1 概述
功
率
放
大
电
压
放
大
信
号
提
取
6.1.1 功率放大电路的特点
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, ICM, UCEM, PCM 。
ICM
PCM
UCEM
（ 1） 输出功率 Po尽可能大
Ic
uce
电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。
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（ ?）。
Po,负载上得到的交流信号功率。
PE,电源提供的直流功率。
%100??
E
O
P
P?
（ 4）散热性能要好
（ 2）效率要高
（ 3）非线性失真要小
1.甲类,Q点适中,
在正弦信号的整
个周期内均有电
流流过三极管 。
iC
uCE
Q1
UCEQ
ICQ
VCC
6.1.2 功率放大器的分类
iC
uCE
Q3ICQ
VCC
2.乙类,静态电流为 0,BJT只
在正弦信号的半个周期内均导
通 。
iC
uCE
Q2ICQ
VCC
3.甲乙类,介于两者之间, 导通角大
于 180°
1,电路的组成与工作原理
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。
6.2 互补对称功率放大器
uu
V1
+VCC
-VCC
o
i
LRV2
工作原理 （设 ui为正弦波）
ic1
ic2
静态时：
ui = 0V ? ic1,ic2均 =0（乙
类工作状态） ? uo = 0V
动态时：
ui ? 0V V1截止,V2导通
ui > 0V V1导通,V2截止
iL= ic1 ;
iL=ic2
V1,V2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。
uu
V2
+VCC
-VCC
o
i
LR
V1
输入输出波形图
ui
uo
uo
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交越失真
死区电压
＋
－
u
u
Ｔ １
Ｔ ２
V
CC
V
CC
o
i
L
R
2,图解分析
负载上的最大不失真电压为 Uom=VCC- UCES
iC1
uCE
iC2
Q
VCC
UCES
UCES
Uom
uu
V1
V2
+VCC
-VCC
o
i
LR
最大不失真输出功率 Pomax
L
2
CC
L
2
C E SCC
o m a x 22
)(
R
V
R
UVP ???
(1)输出功率 Po
L
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L
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ooo 222= R
U
R
UUIUP ?
?
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3,输出功率、最大效率、管耗
uu
V1
2
+VCC
-VCC
o
i
LR
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CC
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E
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4
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U
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时,CCom VU ? % 7 8, 5
4
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最高效率 ?max
(3)三极管的最大管耗 PT1max
om
L
2
CC
T 1 m a x 2.022.0 PR
VP ??
问,Uom=？ PT1最大,PT1max=？
PT1max发生在 Uom=0.64VCC处。
将 Uom=0.64VCC代入 PT1表达式,
omT 2mT 1m 2.0 PPP ??
4,功放管的选择
(1) PCM? PT1max =0.2PoM
(2)
CCC E OBR VU 2)( ?
L
2
CC
oM 2 R
VP ?
（ 3） ICM>VCC/RL。
? t
uo 交越失真
ui
? t
存在交越失真
乙类互补对称功放的缺点
＋
－
u
u
Ｔ １
Ｔ ２
V
CC
o
i
L
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L
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1
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1
V
CC
D
V
CC
静态时, V1,V2两管发射结电压分
别为二极管 V4,V5的正向导通
压降，致使两管均处于微弱导
通状态 —— 甲乙类工作状态
动态时,设 ui 加入正弦信号。正半
周 V1 截止,V2导通；负半周 V2
截止,V1导通。
电路中增加 R1,V4,V5,R2支路
6.2.2 甲乙类双电源互补对称功率放大器
电路中增加复合管
增加复合管的目的,扩大电流的驱动能力。
????1?2
晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
复合 NPN型 复合 PNP型
c
e
b
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b
i
ei
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2T
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i
i
C
T
b
1、基本原理
,单电源供电；
,输出加有大电容。
（ 1）静态偏置
6.2.3 甲乙类单电源互补对称功率放大器
调整 RW阻值的大
小，可使
CCP 2
1 VU ?
此时电容上电压
CCC 2
1 VU ?
+
u
uV
V1
3
2
4V
V
C
8R
VCC
1R
2R
RL
R5R6
WR
UP
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O
（ 2）动态分析
（电容起到了负电
源的作用）
ui负半周时，
V1导通,V2截止；
ui正半周时，
V1截止,V2导通。
+
u
uV
V1
3
2
4V
V
C
8R
VCC
1R
2R
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R5R6
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i
O
（ 3）输出功率及效率
若忽略交越失真的影响。则：
L
CC
L
o
o R
V
R
U
P
8
)
2
( 22m a x
m a x ??
%5.78m a x ??
2m a x
CC
o
VU ?
此电路存在的问题：
输出电压正方向变化的幅度受到限制，达不到 VCC/2。
+
u
uV
V1
3
2
4V
V
C
8R
VCC
1R
2R
RL
R5R6
WR
UP
i
O
总结：互补对称功放的类型
互补对称功放的类型
双电源电路
又称 OCL电路
（无输出电容）
单电源电路
又称 OTL电路
（无输出变压器）
L
CC
o R
VP
2
2
m a x ?
L
CC
o R
VP
8
2
m a x ?
6.3 集成功率放大器
6.3.1 4100系列集成电路应用线路
1,外型图与引脚的功能
2,典型应用电路
6.3.2 TDA2030集成功率放大器的应用线路
本章小结
（ 1）功率放大器的主要任务是安全地、高效地在允许
的失真范围内输出尽可能大的功率。按功放管的工作状
态不同，功率放大器可分为甲类、乙类和甲乙类；按输
出终端的特点可分为 OTL,OCL等。
（ 2）功率放大器是在大信号下工作的，通常采用图解
法进行分析。研究的重点是如何在允许失真的条件下，
尽可能提高输出功率和效率。
（ 3）为了提高低频功放的效率，应当使功放管工作在
乙类状态；为了克服单管乙类功放的严重非线性失真，
可采用乙类互补对称功放，即 OCL电路，其最高工作效
率约为 78.5%。为了保证功放管的安全工作，功放管的
极限参数必须满足,PCM>PT1m(≈0.2Pom)，
|U(BR)CEO|≥2VCC,ICM>VCC/RL；为了克服乙类互补对称功
放存在的交越失真，应采用甲乙类（接近乙类）互补对
称功放。
（ 4）单电源互补对称功放电路（ OTL电路），
其工作原理基本上与 OCL电路相同，计算输出
功率、效率、管耗和电源供给功率时，可借用
双电源互补对称电路的计算公式，但要用 VCC/2
代替原式中的 VCC。
（ 5）集成功放器具有体积小、重量轻、工作可
靠、调试组装方便之优点，是今后功率放大电
路的发展方向，使用集成功放器应了解它们的
外部特性和应用线路。
