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乙类互补功率放大电路

(1)乙类互补功率放大电路的工作原理
图1 乙类互补功率放大电路
① 电路组成
乙类互补功率放大电路,如图2.9.2所示。它由一对npn、pnp特性相同的互补三极管组成。这种电路也称为ocl互补功率放大电路。② 工作原理
当输入信号处于正半周时,且幅度远大于三极管的开启电压,此时npn型三极管导电,有电流通过负载rl,按图中方向由上到下,与假设正方向相同。
当输入信号处于负半周时,且幅度远大于三极管的开启电压,此时pnp型三极管导电,有电流通过负载rl,按图中方向由下到上,与假设正方向相反。
于是两个三极管一个正半周、一个负半周轮流导电,在负载上将正半周和负半周合成在一起,得到一个完整的不失真波形。如图2(a)所示。严格说,输入信号很小时,达不到三极管的开启电压,三极管不导电。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真,这个失真称为交越失真如图2(b)所示。
 (a) 波形图  (b) 交越失真
 图2 乙类互补功率放大电路波形的合成
为解决交越失真,可给三极管稍稍加一点偏置,使之工作在甲乙类。 (2) 参数计算
① 最大不失真输出功率pom
设互补功率放大电路为乙类工作状态,输入为正弦波。忽略三极管的饱和压降,负载上的最大不失真功率为
 (1)
② 电源功率pv
直流电源提供的功率为半个正弦波的平均功率,信号越大,电流越大,电源功率也越大。
(2)
显然pv 近似与电源电压的平方成比例。
③ 三极管的管耗pt
电源输入的直流功率,有一部分通过三极管转换为输出功率,剩余的部分则消耗在三极管上,形成三极管的管耗。显然
 (3)
将pt画成曲线,如图4所示。显然,管耗与输出幅度有关,图4中画阴影线的部分即代表管耗,pt与vom成非线性关系,有一个最大值。 可用pt对vom求导的办法找出这个最大值。ptm发生在vom=0.64vcc处,将vom=0.64vcc代入pt表达式,可得ptm为
(4)
图4 乙类互补功率放大电路的管耗
对一只三极管,pt≈0.2pom (5)
④ 效率η
(6), 当vom = vcc 时效率最大,η=π/4 =78.5%。
(3) 大功率三极管输出特性曲线的分区
在大功率三极管的输出特性中,除了与普通三极管一样分有放大区、饱和区、截止区外,从使用和安全角度还分有过电流区、过电压区和过损耗区。它们的位置如图5所示。
过电流区是由最大允许集电极电流确定的,超过此值,β将明显下降。
过电压区由c、e间的击穿电压v(br)ceo所决定。
图5 三极管的极限工作区
图6 单电源otl互补功率放大电路
过损耗区由集电极功耗pcm所决定。
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