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[導(dǎo)讀]前面討論的各種放大電路的主要任務(wù)是使負載上獲得盡可能大的不大真電壓信號,它們的主要指標(biāo)是電壓放大倍數(shù)。而功率放大電路的主要任務(wù)則是,在允許的失真限度內(nèi),盡可能高效率地向負載提供足夠大的功率。因此,功率

前面討論的各種放大電路的主要任務(wù)是使負載上獲得盡可能大的不大真電壓信號,它們的主要指標(biāo)是電壓放大倍數(shù)。而功率放大電路的主要任務(wù)則是,在允許的失真限度內(nèi),盡可能高效率地向負載提供足夠大的功率。因此,功率放大電路的電路形式、工作狀態(tài)、分析方法等都與小信號放大電路有所不同。對功率放大電路的基本要求是:

(1)輸出功率要大。輸出功率Po = UoIo,要獲得大的輸出功率,不僅要求輸出電壓高,而且要求輸出電流大。因此,晶體管工作在大信號盡限運用狀態(tài),應(yīng)用時要考慮管子的極限參數(shù),注意管子的安全。

(2)效率要高。放大信號的過程就是晶體管按照輸入信號的變化規(guī)律,將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換為交流能量的過程。其轉(zhuǎn)換效率為負載上獲得的信號功率和電源供給的功率之比值,即:

式中:Po 負載上獲得的信號功率;PE 電源供給的功率。

(3)合理的設(shè)置功放電路的工作狀態(tài)。

功放電路的工作狀態(tài)有甲類、乙類、甲乙類及丙類。它們的定義如下圖Z0401所示。

由于在能量轉(zhuǎn)換的過程中,晶體管要消耗一定的能量,從而造成了η下降。顯然,要提高η,就要設(shè)法減小晶體管的損耗。而晶體管的損耗與靜態(tài)工作點密切相關(guān)。圖I0401 給出了晶體管的幾種工作狀態(tài)及對應(yīng)的輸出波形。由圖可見,甲類狀態(tài),iC始終存在,沒有信號輸入時,直流電源供給的能量全部消耗在晶體管上,這種狀態(tài)的效率很低,乙類狀態(tài),沒有信號輸入時,iC = 0,晶體管不消耗能量,這種狀態(tài)的效率較高。這就指明了提高效率的途徑是降低靜態(tài)工作點。

(4)失真要小。 甲類功放通過合理設(shè)置靜態(tài)工作點,非線性失真可以很小,但它的效率低。乙類狀態(tài)雖然效率高,但輸出波形卻出現(xiàn)了嚴重失真。為了保存乙類狀態(tài)高效率的優(yōu)點,可以設(shè)想讓兩個管子輪流工作在輸入信號的正半周和負半周,并使負載上得到完整的輸出波形,這樣既減小了失真,又提高了效率,還擴大了電路的動態(tài)范圍。因而在買際中得到廣泛應(yīng)用。

由于功率放大電路工作在大信號狀態(tài),所以對功放電路的分析多采用圖解法。要確定的主要性能指標(biāo)是Po 、PE 、PT(損耗)和η。

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