EL1503ES在多級放大電路中,輸出的信號往往是送去驅動一定的裝置。例如,這類裝置包括收音機中揚聲器的音圈、電動機的控制繞組、計算機或電視機顯示器的掃描偏轉線圈等。多級放大電路除了應有電壓放大級外,還要求有一個能輸出一定信號功率的輸出級。這類主要用于向負載提供功率的放大電路常稱為功率放大電路。前面所討論的放大電路主要用于增強電壓幅度或電流幅度,因而相應地稱為電壓放大電路或電流放大電路。但無論哪種放大電路,在負載上都同時存在輸出電壓、電流和功率,上述稱呼上的區別只不過是強調輸出量的不同而已。

本章以分析功率放大電路的輸出功率、效率和非線性失真之間的矛盾為主線,逐步提出解決矛盾的措施。在電路方面,以互補對稱功率放大電路為重點進行較詳細的分析與計算。最后,對功率器件的散熱問題、功率BJT、VMOS、DMOs管和集成功率放大器實例等也予以介紹。

功率放大電路的特點及主要研究對象,如前所述,放大電路實質上都是能量轉換電路。從能量控制的觀點來看,功率放大電路和電壓放大電路沒有本質的區別。但是,功率放大電路和電壓放大電路所要完成的任務是不同的。對電壓放大電路的主要要求是使其輸出端得到不失真的電壓信號,討論的主要指標是電壓增益、輸人和輸出阻抗等,輸出的功率并不一定大。而功率放大電路則不同,它主要要求獲得一定的不失真(或失真較小)的輸出功率,因此功率放大電路包含著一系列在電壓放大電路中沒有出現過的特殊問題,這些問題是:

要求輸出功率盡可能大,為了獲得大的功率輸出,要求功放管的電壓和電流都有足夠大的輸出幅度,因此器件往往在接近極限運用狀態下工作。

效率更高,由于輸出功率大,因此直流電源消耗的功率也大,這就存在一個效率問

題。所謂效率就是負載得到的有用信號功率和電源供給的直流功率的比值。這

個比值越大,意味著效率越高。

非線性失真要小,功率放大電路是在大信號下工作,所以不可避免地會產生非線性失真,而且同一功放管輸出功率越大,非線性失真往往越嚴重,這就使輸出功率和非線性失真成為一對主要矛盾。但是,在不同場合下,對非線性失真的要求不同,例如,在測量系統和電聲設備中,這個問題顯得很重要,而在工業控制系統等場合中,則以輸出功率為主要目的,對非線性失真的要求就降為次要問題了。

功率器件的散熱問題,在功率放大電路中,有相當大的功率消耗在管子的集電結上,使結溫和管殼溫度升高。為了充分利用允許的管耗而使管子輸出足夠大的功率,放大器件的散熱就成為一個重要問題。

此外,在功率放大電路中,為了輸出較大的信號功率,器件承受的電壓要高,通過的電流要大,功率管損壞的可能性也就比較大,所以功率管的損壞與保護問題也不容忽視。

在分析方法上,由于管子處于大信號下工作,故通常采用圖解法。

功率放大電路提高效率的主要途徑,從前面的討論中可知,在電壓放大電路中,輸人信號在整個周期內都有電流流過放大器件,這種工作方式通常稱為甲類放大。甲類放大的典型工作狀態如圖8.1.1a所示,此時0c≥0。在甲類放大電路中,電源始終不斷地輸送功率,在沒有信號輸入時,這些功率全部消耗在器件(和電阻)上,并轉化為熱量的形式耗散出去。當有信號輸入時,其中一部分轉化為有用的輸出功率,信號愈大,輸送給負載的功率愈多。通過下節射極輸出器的討論可以證明,甲類放大電路的效率較低。

怎樣才能使電源供給的功率大部分轉化為有用的信號功率輸出呢?從甲類放大電路中知道,靜態電流是造成管耗的主要因素。如果把靜態工作點o向下移動,使信號等于零時電源供給的功率也減小,甚至為零,信號增大時電源q點下移對放大電路工作狀態的影響,(a)甲類放大在一周期內jc)0 (b)甲乙類放大在-―周期內有半個周期以上jc>0 (c〉乙類放大在一個周期內只有半個周期jc>0.

深圳市唯有度科技有限公司http://wydkj.51dzw.com/