HIP6604BCR-T由于功率放大電路中的功率BJT常處于接近極限工作狀態,因此,在選擇BJT時必須特別注意哪三個參數?

有人說:“在功率放大電路中,輸出功率最大時,功放管的功率損耗也最大”。你認為對嗎”設輸入信號為正弦波,工作在甲類的功率放大輸出級和工作在乙類的互補對稱功率輸出級,管耗最大各發生在什么工作情況”？

與甲類功率放大電路相比,乙類互補對稱功率放大電路的主要優點是什么?

乙類互補對稱功率放大電路的效率在理想情況下可達到多少?

設采用雙電源互補對稱電路,如果要求最大輸出功率為5W,則每只功率BJT的最大允許管耗PcM至少應大于多少?

前面討論了由兩個射極輸出器組成的乙類互補對稱電路(圖8.4,1a),實際上這種電路并不能使輸出波形很好地反映輸人的變化。由于沒有直流偏置,功率管的Jb必須在|ubE|大于某一個數值(即門坎電壓,NPN硅管約為0.6V)時才有顯著變化。當輸人信號vi低于這個數值時,T1和T2都截止,jc1和fc2基本為零,負載RL上無電流通過,出現一段死區,如圖8.4.1b所示。這種現象稱為交越失真。

          

工作在乙類的雙電源互補對稱電路,(a)電路 (b)交越失真的波形

甲乙類雙電源互補對稱電路,利用圖8.4.2所示的偏置電路是克服交越失真的一種方法。由圖可見,T3甲乙補對稱功電路組成前置放大級,T1和T2組成互補輸出級。靜態時,在D1、D2上產生的壓降為T1、T2提供了一個適當的偏壓,使之處于微導通狀態。由于電路對稱,靜態時ic1=i12,fL=0,uo=0。而有信號時,由于電路工作在甲乙類,即使vi很小(D1和D2的交流電阻也小),基本上可線性地進行放大。

上述偏置方法的缺點是,其偏置電壓不易調整。而在圖8,4.3中,流人T4的基極電流遠小于流過凡、R2的電流,則由圖可求出vcE4=vbE4(R1+R2)/R2,因此,利用T4管的vbE4基本為一固定值(硅管約為0.6~0.7Ⅴ),只要適當調節R1、R2的比值,就可改變Tl、T2的偏壓值。這種方法,在集成電路中經常用到。

         

在圖8.4.2的基礎上,令-vcc=0,并在輸出端與負載RL之間加接一大電容C,就得到圖8.4.4所示單電源互補對稱原理電路①。由圖可見,在輸人信號ui=0時,由于電路對稱,Jcl=jc2,jL=o,vo=0,從而使K點電位yK=yc(電容C兩端電壓)≈ycc/2。

這種電路的輸出通過電容C與負載RL相耦合,而不用變壓器,因而稱為0TL電路,0TL是0utput Transformcrlcss(無輸出變壓器)的縮寫,與此相對應,前面討論的雙電源互補對稱功放電路稱為0CL電路.0GL為0ulput Capacitorlcss(無輸出電容器)的縮寫。

在單電源互補對稱電路中,能用式(8.3.1)~(⒏3,11)直接計算輸出功率、管耗、電源供給的功率、效率和選擇管子嗎?

功率器件的散熱與功率BJT的二次擊穿問題,功率器件(含BJT和MOSFET)都存在散熱問題,現以功率BJT為例進行說明。

典型的功率BJT外形如圖8.5.1所示。通常BJT有一個大面積的集電結,為了使熱傳導達到理想情況,BJT的集電極襯底與它的金屬外殼保持良好的接觸。

          

功率BJT外形圖,功率BJT的散熱是重要問題,在功率放大電路中,給負載輸送功率的同時,管子本身也要消耗一部分功率。管子消耗的功率直接表現在使管子的結溫升高。當結溫升高到一定程度(鍺管一般約為90℃,硅管約為150℃)以后,就會使管子損壞,因而輸出功率受到管子允許的最大集電極損耗的限制。值得注意的是,管子允許的功耗與管子的散熱情況有密切的關系。如果采取適當的散熱措施,就有可能充分發揮管子的潛力,增加功率管的輸出功率。反之,就有可能使BJT由于結溫升高而被損壞。所以研究功率BJT的散熱問題,是一個重要問題。

表征散熱能力的重要參數一熱阻,熱的傳導路徑,稱為熱路。阻礙熱傳導的阻力稱為熱阻。真空不易傳熱,即熱阻大;金屬的傳熱性好,即熱阻小。在一定程度上,熱路可與電路比對,熱阻可與電阻比對。

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