第6章低频功率放大器.pptx

第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.1 概概 述述 6.1.1 功率放大电路的主要特点 1功率放大电路的任务和特点 基于输出较大功率的基本任务，对功率放大电路的讨论主要针对以下几个方面。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 1）大信号工作状态 为输出足够大的功率，功率放大电路的输出电压、电流幅度都比较大，因此，功率放大管的动态工作范围很大，功放管中的电压、电流信号都是大信号状态，一般以不超过晶体管的极限参数为限度。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 2）非线性失真问题 由于功放管的非线性，功率放大电路又工作在大信号工作状态，必然导致工作过程中会产生较大的非线性失真。输出功率越大，电压和电流的幅度就越大，信号的非线性失真就越严重。因而如何减小非线性失真是功率放大电路的一个重要问题。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 3）提高功率放大电路的效率、降低功放管的管耗 从能量转换的观点来看，功率放大电路提供给负载的交流功率是在输入交流信号的控制下将直流电源提供的能量转换成交流能量而来的。任何电路都只能将直流电能的一部分转换成交流能量输出，其余的部分主要是以热量的形式损耗在电路内部的功放管和电阻上，并且主要是功放管的损耗。对于同样功率的直流电能，转换成的交流输出能量越多，功率放大电路的效率就越高。因为功率大，所以效率的问题就变得十分重要，否则，不仅会带来能源的浪费，还会引起功放管的发热而损毁。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 2功率放大电路的分析方法 由于功率放大电路工作在大信号状态，功放管的非线性将十分明显，因此微变等效模型已经不再适用，通常采用图解分析方法。3主要技术指标 1）最大输出电压幅度Uomax和最大输出电流幅度Iomax：最大输出幅度表示在输出信号不超过规定非线性失真指标情况下，功率放大电路能输出的最大输出电压和电流，用Uomax和Iomax来表示。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 2）输出功率Po和最大不失真输出功率Pom 输出电压有效值与输出电流有效值的乘积定义为输出功率Po。当输入信号为正弦波时，有（6-1）其中Uom和Iom分别为输出电压和电流的峰值。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 最大不失真输出功率指在正弦输入信号时，功率放大电路在满足输出电压、电流波形基本不失真的情况下，放大电路最大输出电压Uomax和最大输出电流Iomax有效值的乘积，记为Pom，即（6-2）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 3）管耗PV 损耗在功率放大管上的功率叫做功放管的损耗，简称管耗，用PV表示。4）效率 在功率放大电路中，其他元器件的发热损耗较小，所以认为直流电源提供的功率将转换成输出功率、功放管损耗两部分。放大电路的效率定义为放大电路输出给负载的交流功率Po与直流电源提供的功率PE之比，即（6-3）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 4功放管的保护及散热问题 功率放大电路工作在大信号下，管子的工作电流和电压均为大信号，所以，必须要考虑功率放大管的保护问题，防止管子击穿或损坏。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.1.2 功率放大电路的工作状态与效率的关系 提高效率对于功率放大电路来说非常重要，那么，怎样才能最大限度地提高效率呢？在小信号放大电路中，在保证输出信号不失真的情况下，应将放大电路的工作点选得尽可能地低，以便减小静态工作点电流，降低静态功率损耗。损耗小了，电路的效率自然就提高了。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-1 低频功率放大电路的三种工作状态（a）甲类工作状态;（b）甲乙类工作状态;（c）乙类工作状态 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.2 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路 6.2.1 双电源互补对称电路（OCL电路）采用正、负两个直流电源供电的互补对称电路称为双电源电路。一般，这两个直流电源大小相同，极性相反。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 1乙类双电源互补对称功率放大电路 图6-2为采用正、负双电源的互补对称功率放大电路。我们发现，它和第3章集成运算放大器中介绍的互补对称输出级是一样的。实际上集成运算放大器的输出级也需要在输出一定功率的基础上提高效率，并具有较强的带负载能力，因而也采用互补对称的电路结构。现在，我们以功率放大电路的观点，对这个电路进行更详细的分析。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-2 乙类双电源互补对称功率放大电路 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 1）电路组成 在这个电路中，和集成运放的输出级一样，有两个互补的三极管NPN管V1和PNP管V2，V1和V2的特性尽可能相同，两个管子接成基极相连、发射极相连的对称的射极输出器形式，所以叫做互补对称功率放大电路。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 2）工作原理 静态时，两管因没有基极偏置而处于截止状态，集电极静态电流约为零（只有很小的穿透电流ICEO），即V1和V2的静态工作点为IC1=IC2=0，UCE1=-UCE2=UCC，设置于截止区内，两功放管属于乙类工作状态，输出电压为零，静态损耗也近似为零。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 2分析计算 功率放大电路是大信号工作，需要用图解法对图6-2的互补对称功率放大电路进行分析。由于电路的互补对称，V1、V2两管一个负责正半周，一个负责负半周，工作过程相似，只是工作电流、电压极性相反，因此只要分析V1或V2的工作情况，就可得到整个电路的工作情况。下面对V1管的工作情况进行图解。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-3 乙类双电源互补对称功率放大电路图解分析（正半周）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 由图6-3可以很方便地计算出乙类双电源互补对称功率放大电路的输出功率、效率等技术指标。1）输出功率Po和最大不失真输出功率Pom 设输出电压幅度为Uom，当输入正弦信号时，有（6-4）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 由于本电路是由射极输出器组成，在放大区内，uoui，因此只要输入信号幅度足够大、使管子导通至B点时，忽略功放管的饱和压降，则输出电压幅度近似为电源电压。此时获得了最大输出电压幅度UomaxUimax=UcemaxUCC，最大输出电流幅度Iomax=Icmax1UCC/RL。所以，最大输出功率为（6-5）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 2）直流电源提供的功率PE 由于+UCC和-UCC每个电源只有半周期供电，因此在一周期内的平均电流为 两个电源提供的总功率为（6-6）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 可见，电源提供的功率随输出信号的增大而增大，这和甲类功放相比有本质的区别。当获得最大不失真输出时，电源提供的最大功率PEM为（6-7）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 3）效率 根据式（6-4）和式（6-6）可得一般情况下的效率为（6-8）当获得最大不失真输出幅度时，Uom=UomaxUCC，则可得到乙类双电源互补对称功率放大电路的最大效率为（6-9）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 4）管耗PV与功率三极管的选择 在忽略其他元件的损耗时，电源供给的功率与放大器输出功率之差，就是两个管子的管耗。（6-10）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 故两管的总管耗为 PV=PV1+PV2当（6-11）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 因为 ，最大管耗可表示为（6-12）当最大管耗发生时，输出功率为（6-13）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 在实际应用中，功率三极管的选择主要依据以下的原则：第一，每只功率三极管的最大允许管耗PCM必须大于0.2Pom。如要求输出最大功率为10 W，则应选择两只最大集电极功耗PCM2 W的三极管即可，当然还可以适当考虑余量。第二，当V2导通时，V1截止，所以当V2饱和时，UCE1得到最大值2UCC，因此，应选用耐压 U（BR）CEO2UCC的管子。第三，所选管子的ICM应大于电路中可能出现的最大集电极电流UCC/RL。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 5）交越失真 和集成运算放大器的输出级一样，由于功率三极管存在死区电压（硅管约为0.5 V），只有当输入信号的幅值大于0.5 V（对于V2应小于0.5 V）以后，三极管才逐渐导通。因此输出波形在输入信号零点附近的范围出现交越失真,如图6-4所示。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 为了克服交越失真，可以利用PN压降、电阻压降或其他元器件压降给两个三极管的发射结加上正向偏置电压，使两个三极管在没有信号输入时处于微导通的状态。由于此时电路的静态工作点已经上移进入了放大区（为了降低损耗，一般将静态工作点设置在刚刚进入放大区的位置），因此功率放大电路的工作状态由乙类变成了甲乙类。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-4 乙类双电源互补对称功率放大电路的交越失真（a）乙类双电源互补对称功放电路；（b）交越失真波形 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 3甲乙类双电源互补对称功率放大电路 1）电路组成与工作原理 甲乙类双电源互补对称功率放大电路的原理电路如图6-5所示，V1、V2构成互补对称功率放大电路，V3为输出级的前置级，电流源IC3给V3、VD1和VD2提供静态偏置电流。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 静态时，电流IC3在VD1、VD2上产生静态压降，给V1、V2的发射结提供静态偏置，使V1、V2的静态集电极电流不为0，V1、V2处于甲乙类放大状态，V1的静态工作点如图6-6所示。由于电路结构对称，静态时IC1=IC2，因此RL中无静态电流过，输出电压仍然为零。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-5 甲乙类双电源互补对称功率放大电路 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-6 甲乙类电路的静态工作点 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 有输入信号时，VD1、VD2 的动态电阻很小，所以VD1、VD2上的交流压降也很小，基本不影响动态特性，可以认为加在两个功放管上的交流信号是一样的。由于V1、V2已经处于导通状态，即使输入信号较小，依然可以被功放管输出给负载，由此消除了交越失真。图6-7为可调偏置电压的互补对称电路，偏置电压UAB的大小为（6-14）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 只要改变R1、R2的比值，就可以改变V1、V2的偏置电压值，在集成电路中经常可以见到这种电路结构。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-7 偏置可调的甲乙类双电源互补对称功率放大电路 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 2）主要技术指标的计算 由图6-6可以看出，为了提高功率放大电路的效率，在保证消除交越失真的同时，甲乙类电路的静态工作点位置仅比截止区稍高一点，集电极电流依然是一个相当小的数值，因此功率损耗只是略有增加，效率仍接近于原来的乙类互补对称电路，乙类功放的计算公式完全可以适用于甲乙类电路。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.2.2 单电源互补对称电路（OTL电路）OCL电路的低频响应好、便于集成化，但需要两个独立的电源，有时使用不太方便。下面介绍可以使用单电源的互补对称功率放大电路，叫做OTL（Output Transformerless，无输出变压器）电路 OTL电路也有乙类和甲乙类的区别，同样，为了消除交越失真，在实际电路中采用了甲乙类功率放大电路。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-8为甲乙类单电源互补对称功率放大电路，V3为前置放大级。和甲乙类OCL电路相比，只用了一个正电源UCC，但在输出端增加了一个大容量的耦合电容C。只要适当选择Rb、Rc和Re的数值，就可以得到一定的IC3，通过两个二极管给功率输出管加上合适的偏置电压，使V1、V2工作在甲乙类状态。静态时，由于输出功率管对称，两管的发射极E点电位为UE=UCC/2，电容C被充电至UCC/2。由于电容C的隔直作用，RL上无电流流过，输出电压为零。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-8 甲乙类单电源互补对称功率放大电路 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-9 准互补对称功率放大电路 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-10为桥式互补对称功率放大电路。其电路结构类似于差动放大电路，由两个对称的OTL电路（OCL电路也可）组成。其中V1、V3组成一组互补对称电路，V2、V4组成另一组互补对称电路，负载RL接在两个互补对称电路的输出端E1和E2之间。这样，晶体管V1V4组成了电桥的四个臂，故称为桥式互补对称电路。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-10 桥式互补对称功率放大电路（BTL电路）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 由于电路对称，静态时UE1=UE2=UCC/2，RL上没有电流通过，输出电压uo=0。动态时要求给BTL电路加入一对大小相等，相位相反的输入信号。假设正弦输入信号ui1为正半周，ui2为负半周时，V1、V4导通，V2、V3截止，电流iC14由电源UCC经V1、RL、V4流向地，在负载上的电流方向是从E1到E2，负载上得到了正半周的输出波形。当ui1为负半周，ui2为正半周时，V2、V3导通，V1、V4截止，电流iC23从UCC经V2、RL、V3流向地，负载上流过的电流方向是从E2到E1，得到了负半周的输出波形。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 当ui1为负半周，ui2为正半周时，V2、V3导通，V1、V4截止，电流iC23从UCC经V2、RL、V3流向地，负载上流过的电流方向是从E2到E1，得到了负半周的输出波形。4个功率管分成两组，轮流导通，负载RL获得了一个完整的正弦波输出电压。由于输入一对大小相等、极性相反的正弦输入信号时，E1和E2两点的电位总是大小相等、方向相反的，在忽略管子的饱和压降情况下，负载上获得的最大不失真输出电压约为UCC，是同样的单电源OTL电路的两倍。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 而OCL电路为双电源供电，所以用UCC/2双电源供电的OCL电路才有可比性，那么，BTL电路的最大不失真输出电压仍然是OCL电路的两倍。由于功率和电压是平方关系，BTL电路的最大不失真输出功率为OTL或OCL电路的四倍，即（6-15）第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-11 BTL电路结构框图 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.2.3 实际功率放大电路举例 图6-12为一个甲乙类准互补对称OCL功率放大电路。由输入级、前置级、准互补对称输出级和其他辅助电路构成。V1、V2组成单入单出的差动输入级，从V1的基极输入信号，集电极取出信号，送至前置级V3的基极。前置级由PNP管V3构成共发射极放大电路，负责为功率输出级提供激励信号。二极管VD1、VD2和电阻R7、热敏电阻R15为输出功率管提供偏置，使输出管处于甲乙类工作状态。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-12 甲乙类准互补对称OCL电路 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 R15选择具有负温度系数的热敏电阻，二极管VD1、VD2的正向导通压降也 具有负温度系数。所以，当温度升高导致功率管的静态工作点上移、集电极电流增大时，UAB下降，功率管的发射结电压下降，抑制了集电极电流的增加，从而起到稳定输出级静态工作点的作用。本电路的输出级由V4、V5两个同型管复合成NPN型输出管，V6、V7两个异型管复合成PNP管，组成准互补对称功率电路。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.3 集成功率放大器集成功率放大器 6.3.1 集成功率放大器概述 集成功率放大电路大多工作在音频范围，除具有可靠性高、使用方便、性能好、重量轻、造价低等集成电路的一般特点外，还具有功耗小、非线性失真小和温度稳定性好等优点。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 并且集成功率放大器内部的各种过流、过压、过热保护齐全，其中很多新型功率放大器具有通用模块化的特点，被称之为“傻瓜”型的集成功放，使用更加方便安全。集成功率放大器是模拟集成电路的一个重要组成部分，广泛应用于各种电子电气设备中。从电路结构来看，集成功放是由集成运放发展而来的，和集成运算放大器相似，包括前置级、驱动级和功率输出级，以及偏置电路、稳压、过流过压保护等附属电路。除此以外，基于功率放大器输出功率大的特点，在内部电路的设计上还要满足一些特殊的要求。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 集成功率放大器品种繁多，输出功率从几十毫瓦至几百瓦的都有，有些集成功放既可以双电源供电，又可以单电源供电，还可以接成BTL电路的形式。从用途上分，有通用型和专用型功放；从输出功率上分，有小功率功放和大功率功放等。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.3.2 集成功放应用简介 1SHM1150型集成功率放大器 SHM1150型集成功率放大器是由双极型三极管和单极型VMOS管组成的功率放大器，图6-13（a）为SHM1150型集成功率放大器的内部简化原理图。其中输出级采用的是功率VMOSFET管，可以提供较大的功率输出。和双极型功率管相比，功率VMOS管具有很多优点，比如耐压可高达1000 V以上，最大连续电流可达200 A。并且由于VMOS管的输入电阻极高，需要的驱动电流非常小，因此可以达到很高的功率放大倍数。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-13 SHM1150型集成功率放大器（a）内部简化电路;（b）外部接线图 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 从图6-13（a）可以看出，输入级由V1、V2组成带恒流源的差动输入级，为单入双出形式，第二级由PNP管V4、V5组成双入单出的差动电路。由于V4、V5的输入信号分别来自V1、V2的集电极信号uC1和uC2，是大小相等、方向相反的一对差模信号，所以V4、V5完成了将输入级的双端输出信号转换成单端输出信号的功能，并由V5集电极输出，提供给输出级。V5、V6及R9、R10构成了可调偏置电压电路，用来使功率输出管工作于甲乙类状态，消除交越失真。输出级为准互补对称功率输出级，V7和V9 组成复合NPN管，V8和V10组成复合PNP管。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 由于输出管是功率VMOS管，因此使本电路的输出功率大大增强。负反馈支路由R4和R2 组成，构成级间的电压串联负反馈，起到稳定整个电路的静态工作点和放大倍数的作用。电容C为相位补偿电容，以消除自激。恒流源I1为输入级提供稳定的静态工作点，并增强了电路抑制漂移的能力，I2 是V4、V5的有源负载。SHM1150接上电源即可作为双电源互补对称电路直接使用，如图6-13（b）所示。该电路可在（1250）V电源电压下工作，最大输出功率达150 W，使用十分方便。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 2桥式集成功率放大器 LM4860 LM4860内部有两个同样的功率放大器，可以很方便地组接成BTL电路，如图6-14所示。A1的输出端与A2的反相输入端相连，两个放大器的同相端加入2.5 V的偏置电压，以保证A1、A2正常工作。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-14 桥式集成功率放大器LM4860及其外部电路 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 因A1、A2都接成反相输入形式，所以有 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 因为uo1和uo2大小相同、相位相反，所以负载上得到的输出功率为第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 3小功率通用型集成功率放大器 LM386 LM386电路简单、通用型强，是目前应用较广的一种小功率集成功放。具有电源电压范围宽（416 V）、功耗低（常温下为660 mW）、频带宽（300 kHz）等优点，输出功率可达0.30.7 W，最大可达2 W。另外，电路的外接元件少，不必外加散热片，使用方便。图6-15（a）是LM386的内部电路图，图6-15（b）是其外引线排列图，封装形式为双列直插。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-15 集成功率放大器LM386（a）LM386内部原理电路;（b）外引线排列 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 LM386 的输入级由V2、V4组成双入单出差动放大器，V3、V5构成有源负载，V1、V6为射极跟随形式，可以提高输入阻抗，差放的输出取自V4的集电极。V7为共射极放大形式，是LM386的主增益级，恒流源IO作为其有源负载。V8、V10复合成PNP管，与V9组成准互补对称输出级。VD1和VD2为输出管提供偏置电压，使输出级工作于甲乙类状态。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 R6是级间负反馈电阻，起稳定静态工作点和放大倍数的作用。R2和脚外接的电解电容组成直流电源去耦滤波电路。R5是差放级的射极反馈电阻，所以在、两脚之间外接一个阻容串联电路，构成差放管射极的交流反馈，通过调节外接电阻的阻值就可调节该电路的放大倍数。对于模拟集成电路来说，其增益调节大都是外接调整元件来实现的。其中、脚开路时，负反馈量最大，电压放大倍数最小，约为20。、脚之间短路时或只外接一个10 F电容时，电压放大倍数最大，约为200。图6-16是LM386的典型应用电路。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-16 LM386典型应用电路 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 接于、两脚的C2、R1用于调节电路的电压放大倍数。因为该电路形式为OTL电路，所以需要在LM386的输出端接一个220 F的耦合电容C4。C5、R2组成容性负载，以抵消扬声器音圈电感的部分感性，防止信号突变时，音圈的反电势击穿输出管，在小功率输出时C5、R2也可不接。C3与电路内部的R2组成电源的去耦滤波电路。当电路的输出功率不大、电源的稳定性能又好时，只需一个输出端的耦合电容和放大倍数调节电路就可以使用，所以LM386广泛应用于收音机、对讲机、双电源转换、方波和正弦波发生器等电子电路中。将两片LM386接成BTL功放的应用电路如图6-17所示，Rp为调节对称的平衡电阻。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-17 LM386组成的BTL电路 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 4小功率通用型集成功率放大器 D2002 D2002为国产小功率集成功率放大器，其输出级为互补对称结构，只需外接少量元件，不需调试即可满意地工作。D2002具有失真小、噪音低的优点，并且电源电压可在818 V之间任意选择，是使用方便、性能良好的通用型集成功率放大器。图6-18（a）为集成功放D2002的外形和管脚排列，图6-18（b）为D2002构成的低频功率放大电路，该电路的最大不失真输出功率为5 W。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 其中，脚为D2002的电源端，接15 V正电源，脚为接地端。输入信号经耦合电容C1加到D2002的同相输入端脚，脚为输出端，经电容C2将输出信号耦合到4 扬声器。R1、R2和C3组成电压串联负反馈，将输出电压信号送回同相输入端脚，以改善功放的性能。C4和R3用来改善放大电路的频率特性。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-18 集成功率放大器D2002及其应用电路（a）D2002外形及管脚;（b）应用电路 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 习习 题题 6.1 图6-19是几种功率放大电路中的三极管集电极电流波形，判断各属于甲类、乙类、甲乙类中的哪类功率放大电路？哪一类放大电路的效率最高？为什么？6.2 对于采用甲乙类功率放大输出级的收音机电路，有人说将音量调得越小越省电，这句话对吗？为什么？第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-19 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.3 在图6-20所示的放大电路中，设三极管的=80，UBE=0.7 V，UCE(sat)=0.3 V，电容C的容量足够大，对交流可视为短路。当输入正弦交流信号时，使电路最大不失真输出时的基极偏置电阻Rb是多少？此时的最大不失真输出功率是多少？效率是多少？第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-20 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.4 图6-2所示的乙类双电源互补对称功率放大电路中，已知UCC=20 V，RL=8，ui为正弦输入信号，三极管的饱和压降可忽略。试计算：（1）负载上得到的最大不失真输出功率和此时每个功率管上的功率损耗；（2）每个功率管的最大功率损耗是多少；（3）当功率管的饱和压降为1 V时，重新计算上述指标。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.5 图6-2所示的乙类OCL电路中，已知UCC=20 V，RL=16，三极管的饱和压降可忽略，若输入电压信号ui=10 sint V，求电路的输出功率、每个功率管的管耗、电源电压提供的功率和电路的效率。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.6 若图6-2所示的乙类OCL电路中的RL=8，输入为正弦信号，三极管的饱和压降可忽略，试计算：（1）要求最大不失真输出功率为9 W时的正、负电源电压UCC的最小值；（2）输出最大功率9 W时电源电压提供的功率和每个管子的功率损耗；（3）输出最大功率时的输入电压峰值。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.7 乙类和甲乙类功率放大电路功率管的选择原则是什么？图6-21所示的甲乙类功率放大电路中，电源电压为20 V，RL=16，试计算电路的最大输出功率并选择功率管的极限参数值。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-21 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-22 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.8 OTL电路如图6-22所示，电源电压为16 V，功率管的饱和压降可忽略，RL=8，试计算电路的最大不失真输出功率；若要求最大不失真输出功率为 9 W，则电源电压UCC至少为多少伏？第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.9 图6-23所示的OTL电路中，输入电压为正弦波，UCC=16 V，RL=8，试回答以下问题：（1）E点的静态电位应是多少？通过调整哪个电阻可以满足这一要求？（2）若输出电压波形出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？（3）若图中VD1、VD2、R2中的任意元件开路，将会产生什么后果？（4）忽略三极管的管压降，当输入 ui=5 sint V时，电路的输出功率和效率是多少？第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-23 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-24 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.10 图6-24所示为集成功率放大器LM386的输出级，E点电位为UCC/2,V2、V4的饱和压降约为0.3 V。（1）V2、V3和V4构成什么电路形式？（2）求该电路的最大不失真输出功率。6.11 OCL电路如图6-25所示，试回答下列问题：（1）为组成准互补对称输出级，判断V1、V2、V3和V4中哪个是NPN管,哪个是PNP管，在图中标出三极管发射极的箭头方向；（2）V5和R2、R3的作用是什么？第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.12 图6-25所示的电路中，UCC=24 V，RL=16，试计算：（1）负载上的最大不失真输出功率；（2）当输入ui=12 sint V时，忽略三极管的饱和压降，计算输出功率和效率；（3）若三极管的饱和压降为2 V，重新计算（1）、（2）。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-25 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-26 第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.13 根据图6-26，回答问题：（1）为实现互补推挽功率放大，V1、V2应分别是什么类型的晶体管（NPN，PNP）？在图中画出三极管发射极的箭头方向。（2）若运算放大器的输出电压幅度足够大，是否有可能在输出端得到8 W的交流输出功率？设V1、V2的饱和管压降UCE(sat)=1 V。第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 （3）为了提高输入电阻，降低输出电阻且稳定电压放大倍数，电路应如何通过Rf引入反馈？在图中画出连接方式。（4）若Rf=10 k，则电路的闭环电压放大倍数是多少？第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 6.14 单电源供电的音频功率放大电路如图6-27所示，试回答下列问题：（1）图中电路是什么形式的功率放大电路？（2）V1V6组成什么电路结构？（3）VD1、VD2和VD3的作用是什么？（4）V7V11构成什么电路形式？（5）C1、C2的作用是什么？第第6 6章章 低频功率放大器低频功率放大器 图6-27