几种功率放大电路

默认外加正弦信号

功率放大电路的基本要求：
（1）输出功率要尽可能大
（2）效率要高
（3）非线性失真要小
（4）功率器件的散热要好

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1. 甲类功率放大电路

1. 特点：无论是否有输入信号，BJT三极管始终处于导通状态，所以消耗功率大，效率低

2. 电路举例
   

三极管工作在放大区；$v_{be}\approx 0.6V$；$V_{CES}\approx 0.2V$

3. 工作过程
   设$v_i$为正弦波，若$v_i$处于正向最大值时刚好使三极管处于临界饱和状态，则$v_{ce}$等于饱和压降，$v_o$两端电压达到最大值且不失真的$V_{CC}-V_{CES}$；若$v_i$再大一点，三极管就会在输入比较大的时候进入饱和状态，产生饱和失真。
   若$v_i$处于负向最大值时刚好使三极管处于临界截止状态，则$i_E=0$，此时流过负载的电压为电流源电压$I_{bias}$；若$v_i$再小一点，三极管就会进入截止状态，产生截止失真。
4. 输出电流曲线及静态工作点
   

2. 乙类功率放大电路

特点：只有在输入信号来临时，BJT三极管才导通。

(1) 基本乙类放大电路

(2) 乙类双电源互补对称电路

1. 电路举例
   
2. 工作过程
   当正弦输入信号 $v_i$ 为正值且大于 $0.7v$ 时，T₁ 导通，T₂ 截止，此时电路为共集电极放大电路（电压跟随器）；当 $v_i$ 为负值时与此情况相反。
   当输入电压$v_i$很大时，输出功率也很大。此时BJT三极管处于放大区和饱和区的临界，所以$V_{CE}$可以用饱和压降代替，
3. 参数计算
   以下功率全为平均功率
   ① a. 输出功率
   $$P_o=\frac{1}{2}\frac{V_{om}^2}{R_L}$$
   ① b. 最大输出功率
   $$P_o=\frac{1}{2}\frac{(V_{CC}-V_{CES}{)}^2}{R_L}$$
   ① c. 最大输出功率（忽略BJT的饱和压降$V_{CES}$）
   $$P_{om}=\frac{1}{2}\frac{V_{CC}^2}{R_L}$$
   ② $T_1和T_2$的总管耗
   $$P_T=\frac{2}{R_L}(\frac{V_{CC}{V}_{om}}{\pi }-\frac{V_{om}^2}{4})$$

两管的管耗相同，除以2即为各管耗

当输入信号=$0.6V_{CC}$时，管耗最大。

③ a. 直流电源供给的功率
$$P_v=\frac{2V_{CC}{V}_{om}}{\pi R_L}$$
③ b. 直流电源供给的最大功率
$$P_{vm}=P_{om}+P_v$$
④ 效率
$$\eta =\frac{P_o}{P_v}$$

效率最大为78.5％

3. 甲乙类互补对称功率放大电路

(1) 基本甲乙类功率放大电路

(2) 甲乙类双电源互补对称电路

1. 电路图
   ①
   

2. 工作过程
   静态时，调节$R_{e3},R_{c3}$，使电路上下对称，输出的$v_o=0$，$i_{C1}=i_{C2}$，$i_L=0$
   动态时，

3. 参数计算
   由于放大电路的部分与乙类双电源功率放大电路的工作情况类似，没有了交越失真，即使$v_i$很小也能被放大，所以其参数计算的公式与其相同。

(3) 甲乙类单电源互补对称电路

1. 电路图
   

2. 工作过程

3. 参数计算

4. BJT的选择

不能让BJT三极管烧坏

① 最大管耗

$$一个BJT的最大允许管耗>0.2P_{om}$$
原因：当 $V_{om}=0.6V_{CC}$时，管耗最大，并且等于0.2倍的$P_{om}$，为了不烧坏BJT三极管，所以选择BJT三极管时应选承受能力大于此值的管子。

② 反向击穿电压

$$|V_{(BR)CEO}|>2V_{CC}$$

③ 最大电流

$$I_{CM}>\frac{V_{CC}}{R_L}$$