功率放大电路练习 联系客服

发布时间 : 星期一 文章功率放大电路练习更新完毕开始阅读

【解题过程】

(1)答案为OTL、OCL、BTL。

(2)由于图(a)和(c)所示电路是单电源供电,为使电路的最大不失真输出电压最大,静态应设置晶体管发射极电位为VCC/2。因此,只有图(b)所示的OCL电路在静态时晶体管发射极电位为零。因此答案为OCL。

(3)根据电路的工作原理,图(a)和(b)所示电路中的两只管子在输入为正弦波信号时应交替导通,图(c)所示电路中的四只管子在输入为正弦波信号时应两对管子(T1和T4、T2和T3)交替导通。 因此答案为T1,T1,T1和T4。

(4)在三个电路中,哪个电路的最大不失真输出电压最大,哪个电路的负载电阻 RL获得的最大输出功率就最大。三个电路最大不失真输出电压的峰值分别为

,,

(5)根据(3)、(4)中的分析可知,三个电路中只有BTL电路在正弦波信号的正、

负半周均有两只功放管的消耗能量,损耗最大,故转换效率最低。因而答案为(c)。 11.单电源互补功率放大电路如图所示。设功率管降器

,发射结正向压降的容量足够大。

、电容器C两端压降

和输入端信号中的直流分量

、的特性完全对称, 管子的饱和压,

,并且电容

(1)静态时,A点的电位分别为多大?

(2)动态时,若输出电压仍有交越失真, (3)试确定电路的最大输出功率

应该增大还是减小?

,及此时需要的输入激励

、能量转换效率

电流的值;

(4)如果二极管D开路,将会出现什么后果?

【解题过程】

(1) 静态时,调整电阻电位

,保证功率管

处于微导通状态,使A点

等于电源电压的一半,即。此时耦合电容C被充电,电容C两

端的电压;输入信号中的直流分量的大小,应保证输入信号接通后不影

响放大电路的直流工作点,即

(2) 电路中设置电位器和二极管D的目的是为功率管提供合适的静态偏置,从而减小互补推挽电路的交越失真。若接通交流信号后输出电压仍有交越失真,说明偏

置电压不够大,适当增大电位器的值之后,交越失真将会减小。

(3) 功率管饱和时,输出电压的幅值达到最大值,则电路的最大输出功率

此功放电路的能量转换效率最大

当输出电压的幅值达最大值时,功率管基极电流的瞬时值应为

(4)当D开路时,原电路中由电位器作用消失。

的发射结及

和二极管D给功率管

和提供微导通的

管完

将构成直流通路,有可能使

全导 通。若和的值较小时,将会出现,从而使功放管烧坏。

12.在图(a)所示电路中,已知二极管的导通电压UD≈0.7 V;晶体管导通时|UBE|均约为0.7 V,T1和T3的饱和管压降|UCES|=1 V。试问:

图(a)

(1)T1、T3和T5管基极的静态电位各为多少?

(2)设R3=10kΩ,R4=100Ω,且T1和T3管基极的静态电流可忽略不计,则T5管集电极静态电流约为多少?

(3)若静态时iB1>iB3,则应调节哪个参数可使iB1=iB3,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? (5)若R3断路,则输出电压约为多少? 【解题过程】

(1)因为静态时输出电压uO为0 V,所以T1、T3和T5管基极的静态电位分别为

UB1=UBE2+UBE1 ≈1.4 V UB3=0-UBE3 ≈-0.7 V

UB5=-VCC+UBE5 ≈-14.3 V

(2)静态时,T1和T3的基极电流可忽略不计,因而T5管集电极电流与R3、R4的电流近似相等,即

ICQ5 ≈ IR3 = UR3 / R3 =(VCC - UB1)/R3 ≈[(15-1.4)/10] mA=1.36 mA 因为R4上的电压约为T1管b-e间的导通电压UBE,所以若利用ICQ5 ≈ IR4 ≈ UBE/R4求解ICQ5,则UBE的实际值与0.7 V的差别必定使估算出的ICQ5产生很大的误差,故不能采用这种方法。

(3)若静态时iB1>iB3,则应通过调整R4的阻值来微调T1和T3的基极电压。由于在调整R4时T5管的基极电流不变,集电极电流也就不变,即R4中电流基本不变。因此,应增大R4以降低T5管集电极电位,即降低T3基极电位,使iB3增大,达到iB1与iB3相等的目的。

应当指出,在图(a)所示电路中,只有在产生较大误差,如静态时输出电压为几伏,才调整R3的阻值。

(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,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。 (5)若R3断路,则R4和T1、T2两个支路都为断路,电路如图(b)所示。由图可知,T5、T3和T4组成复合管作为放大管,构成共射放大电路;而且,静态时各管子的电流如图中所标注,由于T5的基极回路没有变化,因而其集电极电流不变。

图(b)

应当指出,在OCL电路中,功放管在静态时基本不损耗功率,其选取依据是 PCM>0.2× V 2CC/(2RL)

因而当电路产生故障时应首先分析功放管静态时的功耗,判断其是否会因功耗过大而损坏。

本题可能出现以下几种情况:

① 若T5、T3和T4均工作在放大状态,则负载电阻的静态电流

IL = IE3 + IC4 =(1+β3)IC5 + β3 β4 IC5 数值很大。此时,若T3和T4的管压降也比较大,则它们静态的集电极功耗将很大, 以至于使之因过热而损坏。若它们损坏后短路,则uO=-15 V;若它们损坏后断路,则uO=0 V。 ② 如果电源电压几乎全部降在负载上,使T3饱和,则输出电压 uO=-VCC+(|UCES3|+UBE4)≈ [-15+(1+0.7)] V =-13.3 V

13. 电路如图所示。已知电源电压Vcc=15V,RL=8Ω, UCES≈0,输入信号是正弦波。试问:

(1) 负载可能得到的最大输出功率和能量转换效率最大值分别是多少?

(2) 当输入信号ui=10sinωt V 时,求此时负载得到的功率和能量转换效率。

【解题过程】

(1) 图示电路为乙类互补推挽功率放大电路,最大的输出电压幅值

W

(2)对每半个周期来说,电路可等效为共集电极电路,所以 Au≈1

uo=ui=10sinωt V 即 Uom=10V 故

W

14.由集成运放作为前置级的功率放大电路的部分设计结果如图(a)所示。已知=100,=,=12V,功率管的饱和压降,耦合电容够大。请按下述要求完成电路设计。

(1) 以稳定输出电压为目的,给电路引入合理的反馈; (2)当输入电压 (3)确定电阻 (4)试估算输入信号

时,输出电压

的阻值;

的幅值范围。

的电容足,所以

,选择反馈元件的参数;