信號發(fā)生器互補功率放大電路互補對稱功率放大電路乙類放大器電路
乙類雙電源互補對稱功率放大電路組成
在圖5.4所示電路中,兩晶體管分別為NPN管和PNP管,由于它們的特性相近,故稱為互補對稱管。
靜態(tài)時,兩管的ICQ=0;有輸入信號時,兩管輪流導通,相互補充 。既避免了輸出波形的嚴重失真,又提高了電路的效率。
由于兩管互補對方的不足,工作性能對稱, 所以這種電路通常稱為互補對稱電路。
二、分析計算
1. 輸出特性曲線的合成
因為輸出信號是兩管共同作用的結果, 所以將T1、T2合成一個能反映輸出信號和通過負載的電流的特性曲線。合成時考慮到:
?。?)vi=0時,VCEQ1=Vcc , -VCEQ2=Vcc, 因此 Q1=Q2 。
?。?)由流過RL的電流方向知ic1與ic2方向相反。即兩個縱坐標軸相反。
(3)特性的橫坐標應符合:vCE1+vEC2=Vcc-(-Vcc)=2Vcc
vCE1的原點與-vCE2=2Vcc點重合;-vCE2的原點與+vCE1=2Vcc點重合。
由以上三點,得兩管的合成曲線如圖5.6所示。這時負載線過Vcc點形成一條斜線,其斜率為-/RL。顯然,允許的iC的最大變化范圍為2ICm,vCE的變化范圍為2(VCC-VCES)=2Vcem=2IcmRL。如果忽略BJT的飽和壓降VCES,Vcem=IcmRL≈VCC。
2. 計算輸出功率Po
在輸入正弦信號幅度足夠的前提下,即能驅使工作點沿負載線在截止點與臨界飽和點之間移動。如圖5.6所示波形。 輸出功率用輸出電壓有效值V0和輸出電流I0的乘積來表示。設輸出電壓的幅值為Vom,則
這恰好是圖5.6中△ABQ的面積。因為Iom=Vom/RL,所以
圖5.5中的T1 、T2可以看成工作在射極輸出器狀態(tài),AV≈1。當輸入信號足夠大,使Vim=Vom= Vcem= VCC- VCES ≈VCC和Iom=Icm時,可獲得最大的輸出功率
由上述對Po的討論可知,要提供放大器的輸出功率,可以增大電源電壓VCC或降低負載阻抗RL。 但必須正確選擇功率三極管的參數(shù)和施加必要的散熱條件,以保證其安全工作。
3.BJT的管耗PT
4、電源提供的功率
5、效率η
三、功率BJT的選擇
1、最大管耗和最大輸出功率的關系
上式表明:當Vom" 0.6VCC時,BJT具有最大的管耗,
因此,功率三極管的選擇應滿足以下條件:
例題:P220,5.2.3
已知:vi為正弦波,RL=8W, VCES=0,Pom=9W
求 (1)±VCC的最小值,
(2)BJT的ICM、
(3)Pom=9W時的Pv ?。?)BJT的PCM (5)vi的有效值
解(1)
(2)BJT的ICM> Iom