论文部分内容阅读
在电子线路功率一章的教学中,书上有些内容只是一提而过,使学生对于放大器的认识模糊,因此有必要对它作以详细的介绍。
电器电路中放大电路的末级在输出大幅度信号电压的同时,还必须输出大幅度的电流,即向负载提供足够的功率,这种放大器就称为功率放大器。一个功率放大器的直流电源提供的功率,能不能最大限度地转换成交流输出功率,关键要看放大器的工作状态和如何选择元器件了。
一、功率放大器工作状态
功率放大器按工作状态的不同,可分为甲类、乙类和甲乙类三种。
(1)甲类放大器的特点是工作点选在输出特性曲线线性区的中间位置,信号电流在整个周期内都流通,失真小但效率低,输出功率也小。实际效率为30%左右,常用做功率放大器的推动级。
(2)乙类放大器工作点选在基极电流等于零的那条输出特性曲线上,信号电流只在半周期内流通,效率高,输出功率大,但失真严重。常见电路就是乙类双管推挽功率放大器,它利用两只型号相同、主要参数相同的晶体管,采用变压器耦合组成工作在乙类状态的推挽功率放大器,可以获得高效率、低失真的功率放大。效率一般可达50%~70%。常见电路有OTL和OCL。
(3)第三类放大器的工作点既不像乙类放大选得那样低,也不像甲类那样高,电流截止的时间小于半周期,工作性能介于甲类和乙类之间。推挽放大器如果采用甲乙类放大方式,就可以大大减小交越失真。所以一般的实用电路,在静态时都要给晶体管加上一定的正向偏压。保证晶体管在信号电压较低时,仍处于良好导通状态。
二、功率放大器对元件的要求
功率放大器通常工作在大电压、大电流的情况下,这就要求放大器的元件要有一定的可靠性和稳定性。
(1)电阻器的选用。功放器输出电流一般比较大。输出管的发射极电阻要选用功率比较大的电阻。互补对称电路PNP和NPN复合管的偏置电阻,最好数值相等,误差不能太大。特别是OCL电路中的电阻器要选用稳定性高的碳膜或金属膜电阻。半可变电阻要质量好,接触牢靠。OCL、OTL电路中做复合管基极偏置电阻的可调电阻器一旦接触不良,功率管就很容易因电流剧增而损坏,最好还是调好后用固定电阻代替。
(2)电容器的选用。声频功放电路中使用最多的是电解电容,要选用漏电小,耐压高的优质电容器。
(3)对晶体管的主要要求。功率放大器为了获得较大的输出功率,在输出信号不失真的前题下,要求功放管的动态集电极电压和电流有最大的幅度。一般功率管都运用在极限状态。晶体管的主要极限多数是:集电极最大允许电流ICM,反向击穿电压BVceo,集电极最大允许耗散功率Pcm等。使用时,这三项参数都不能超过晶体管手册绘出的数值,否则将引起晶体管损坏。在高保真声频放大器中,还要考虑管子的频率特性。因为硅管的截止频率比低频锗管高得多,一般OCL电路中功率管大都使用硅管。硅管饱和压降大,电源电压应考虑用得高一些。三极管工作在极限状态,因此散热措施也很重要。散热片最好使用铜质或铝质的。
(唐山市丰南职教中心)
电器电路中放大电路的末级在输出大幅度信号电压的同时,还必须输出大幅度的电流,即向负载提供足够的功率,这种放大器就称为功率放大器。一个功率放大器的直流电源提供的功率,能不能最大限度地转换成交流输出功率,关键要看放大器的工作状态和如何选择元器件了。
一、功率放大器工作状态
功率放大器按工作状态的不同,可分为甲类、乙类和甲乙类三种。
(1)甲类放大器的特点是工作点选在输出特性曲线线性区的中间位置,信号电流在整个周期内都流通,失真小但效率低,输出功率也小。实际效率为30%左右,常用做功率放大器的推动级。
(2)乙类放大器工作点选在基极电流等于零的那条输出特性曲线上,信号电流只在半周期内流通,效率高,输出功率大,但失真严重。常见电路就是乙类双管推挽功率放大器,它利用两只型号相同、主要参数相同的晶体管,采用变压器耦合组成工作在乙类状态的推挽功率放大器,可以获得高效率、低失真的功率放大。效率一般可达50%~70%。常见电路有OTL和OCL。
(3)第三类放大器的工作点既不像乙类放大选得那样低,也不像甲类那样高,电流截止的时间小于半周期,工作性能介于甲类和乙类之间。推挽放大器如果采用甲乙类放大方式,就可以大大减小交越失真。所以一般的实用电路,在静态时都要给晶体管加上一定的正向偏压。保证晶体管在信号电压较低时,仍处于良好导通状态。
二、功率放大器对元件的要求
功率放大器通常工作在大电压、大电流的情况下,这就要求放大器的元件要有一定的可靠性和稳定性。
(1)电阻器的选用。功放器输出电流一般比较大。输出管的发射极电阻要选用功率比较大的电阻。互补对称电路PNP和NPN复合管的偏置电阻,最好数值相等,误差不能太大。特别是OCL电路中的电阻器要选用稳定性高的碳膜或金属膜电阻。半可变电阻要质量好,接触牢靠。OCL、OTL电路中做复合管基极偏置电阻的可调电阻器一旦接触不良,功率管就很容易因电流剧增而损坏,最好还是调好后用固定电阻代替。
(2)电容器的选用。声频功放电路中使用最多的是电解电容,要选用漏电小,耐压高的优质电容器。
(3)对晶体管的主要要求。功率放大器为了获得较大的输出功率,在输出信号不失真的前题下,要求功放管的动态集电极电压和电流有最大的幅度。一般功率管都运用在极限状态。晶体管的主要极限多数是:集电极最大允许电流ICM,反向击穿电压BVceo,集电极最大允许耗散功率Pcm等。使用时,这三项参数都不能超过晶体管手册绘出的数值,否则将引起晶体管损坏。在高保真声频放大器中,还要考虑管子的频率特性。因为硅管的截止频率比低频锗管高得多,一般OCL电路中功率管大都使用硅管。硅管饱和压降大,电源电压应考虑用得高一些。三极管工作在极限状态,因此散热措施也很重要。散热片最好使用铜质或铝质的。
(唐山市丰南职教中心)