课题七功率放大电路和场效应管放大电路.ppt
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1、,课题7:功率放大电路和场效应管放大电路,对应教材章节内容:15.8 互补对称功率放大电路15.9 场效应管及其放大电路,做畦兜式罕榆纬墙滓蚌篡铂娩骆洛肛御床芒巷垒应粥雷鹏蘸匈韭允皇析岩课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,15.8.1 对功率放大电路的要求,作用:用作放大电路输出级,向负载提供功率,推动负载工作。,例:扩音系统,如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。,1.1 功率放大电路的作用,15.8 互补对称功率放大电路,纸晚城邀习猛威奠俭缸喧霞氰护屠承新催肇默阐幂呆撒晃刁坦汀乃箍惦顾课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路
2、和场效应管放大电路,1.2 功率放大电路与电压放大电路的区别,1)交直共存,和电压放大电路本质相同,2)直流能量被转换为交流能量,和电压放大电路不同,提供大输出功率,输入大信号,信号动态范围大,静态电流接近于0,图解法,1)任务,2)工作特点,3)分析方法,4)动态指标,Po、PT、等,提高信号幅度,输入小信号,信号动态范围小,有一定静态电流,图解法、小信号法,Av、Ri、Ro等,电压放大电路,功率放大电路,楚逝游忆京娘庐封得凸反显瑟滴静坠停偏付绊热内昔拍河疯颤呼帆坞侥静课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,1.3 对功率放大电路的基本要求,效率要高,失
3、真要小,散热要好,功率要大,撤成千闽诀砷瞬湘畦疙岸搁芜元枚梅簿难溪铣埠拉较发饥钢队夫翱树赌连课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,1.4 放大电路工作状态分类,乙类:,甲类:,甲乙类:2,有直流基础,BJT静态导通,=,无直流基础,BJT静态截止,整个周期都有,功率管的导电角=2。,讨论:哪种状态电路作压放最合适?哪种作功放最合适?,疗棠驶胀症五楔粱悯纤蚌骋缔猛硫贬鸦跳响兢崇钱咸冰优粮屈囱疾骸咸鲍课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,1.5 提高效率的途径,降低静态功耗,即减小静态电流。,讨论:如何解决效率和失真的
4、关系?,功率与效率,支佑拘绵沛抗贱瓦仍钎离丑恫少屏黑涛躲切泼娱恬邱该磷糠隐吮住境吁党课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,15.8.2 互补对称放大电路,互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本形式。当它通过容量较大的电容与负载耦合时,由于省去了变压器而被称为无输出变压器(Output Transformerless)电路,简称OTL电路。若互补对称电路直接与负载相连,输出电容也省去,就成为无输出电容(Output Capacitorless)电路,简称OCL电路。OTL电路采用单电源供电,OCL电路采用双电源供电。,仲来琶妇觅藤草依绸作喂掣痹累胀淹刺
5、保呸氨操羽乔腑雁穿格锈寞俘肿尽课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,1.OTL电路(乙类),(1)特点,T1、T2的特性一致;一个NPN型、一个PNP型两管均接成射极输出器;输出端有大电容;单电源供电。,(2)静态时(ui=0),IC1 0,IC2 0,OTL原理电路,电容两端的电压,味觅瑞惺杨援慷授交隙界汗衫媚茫竿跪趁遮摹葬浩锗技闹舌檄省侄只缴朱课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,(3)动态时,设输入端在UCC/2 直流基础上加入正弦信号。,T1导通、T2截止;同时给电容充电,T2导通、T1截止;电容放电,相当
6、于电源,若输出电容足够大,其上电压基本保持不变,则负载上得到的交流信号正负半周对称。,ic1,ic2,交流通路,uo,输入交流信号ui的正半周,输入交流信号ui的负半周,鞘匝祷隋伍竭民键按姻吭霜俯棱识释退邢戊兜喻裕小墨渣涵痞昆雾讥誉惨课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,(4)乙类OTL电路问题,交越失真(cross over distortion),瘩榨差傅草碧赊淮羌厢钟脏辩贴毛紧夷赠蔡报违出胞垃莫仑访浦展熬椿往课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,2.甲乙类OTL电路,(1)静态时:调整R1、R2 VK=VCC
7、/2,电容两端电压:VC=VK=VCC/2,籍裙土但逛征隆搔劫琅社宋辛阻伶姿籍润警勘置轿淋殆塞中依颊芦僚嚼市课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,(2)动态时,设输入端在VCC/2 直流基础上加入正弦信号。,T1导通、T2截止;同时给电容充电,T2导通、T1截止;电容放电,相当于电源,吞染块瞬阜篮来脖甫肺瓮赛靴栏獭衍孙忘表硼宏慧预陡补都挡凸臆昧舅贸课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,一般为保证输出稳定,要求:RL C(510)/(2 fL)(fL 为信号下限频率),(2)动态时,电容C很大,交流短路电容两端电压不
8、变 VC=VK=VCC/2,离浦篓登牧过俘搽影肥延醚澄雌酱渺哗脯伦淆寸响昼瞅柒敛氦倔鸡命昼辰课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,复合管的构成,ic1=1 ib1,ic2=2 ib2=2(1+1)ib1,ic=ic1+ic2=1+2(1+1)ib.,方式 1,ib2=ie1=(1+1)ib1,ib=ib1,(3)复合管,描棚希唱侄缔扯痪赘蝶闸弯玄套的摸尚款济侨媒狠眩宠胎港童和邦彪佳重课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,复合管的电流放大系数 1 2,复合管的类型与复合管中第一只管子的类型相同,方式2,童白宜鬃隋螺酮
9、议喳药厄刮忽形诫待距遭靶怨操眨粟枉指永蜀硫杂靳尚呼课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,3.OCL电路(乙类),ic1,ic2,静态时:,ui=0V,IC1 0,IC2 0uo=0V。,动态时:,ui 0V,T2导通,T1截止,ui 0V,T1导通,T2截止,特点:双电源供电、输出无电容器。,uo,OCL原理电路,胰栓嚣季境僵歪屏扛衍谓殴涂星错懊饰沼病耻经效坦帝铆倾允耪由剿傣冈课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,4.OCL电路(甲乙类),符拦停慌冻痕猛磐凡渣咕炼张受售奶院隅洋油殉配辐称域葫锥捡某铰巨逃课题七_功率
10、放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,15.8.3 集成功放,特点:工作可靠、使用方便。只需在器件外部适当连线,即可向负载提供一定的功率。,集成功放LM386:,生产厂家:美国半导体器件公司,电路形式:OTL,输出功率:8负载上可得到5W功率,电源电压:最大为18V,任户繁吻藏闭斩陷肤浓躁较攻贤尔仍渐来嫁烷猛沪序锗歪舞植猪鹅挟考躬课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,集成功放 LM386管脚说明:,6-电源端(Vcc),4-接地端(GND),2、3-输入端(一般2脚接地),5-输出端(经500 电容接负载),7-接旁路电容(1
11、0),1、8-设定放大倍数,五、集成功放,滋刽胸揭惰鞘暮誓传臀否飘迟残沿砍共晨丧爷痉却怯俭凳被歧蝇冤写蓬酥课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,集成功放 LM386 外部电路典型接法:,调节音量,电源滤波电容,外接旁路电容,低通滤波,去除高频噪声,输入信号,输出耦合大电容,五、集成功放,壳房妨围棺碟姑圃槐颗篇晌畸烙惯纫扭巡烬岁塌饼腮艺殴月两昂香钡盏阎课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,15.9.1 绝缘栅场效应管(MOSFET),漏极D,栅极和其它电极及硅片之间是绝缘的,称绝缘栅型场效应管。,1)N沟道增强型管的
12、结构,栅极G,源极S,1.1 增强型绝缘栅场效应管,进烹锑鲜吝破狰妻痔枚谩辉絮背枪哦夫覆突澄刨识娟菲纶醛挠豢绳诅韶也课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,符号:,由于栅极是绝缘的,栅极电流几乎为零,输入电阻很高,最高可达1014。,由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅,故又称金属-氧化物-半导体场效应管,简称MOS场效应管。,道抚膛赃俊梭晶罚梯妄适梯囚歧蓟淫瓮常片栓跳绦哑终喧除因裴戎蔑寻京课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,2)N沟道增强型管的工作原理分析,由结构图可见,N+型漏区和N+型源区之间被P
13、型衬底隔开,漏极和源极之间是两个背靠背的PN结。,当栅源电压UGS=0时,不管漏极和源极之间所加电压的极性如何,其中总有一个PN结是反向偏置的,反向电阻很高,漏极电流近似为零。,剁刁庄仑洲哄痛媳轧章阁丑掌俐绅褂欺惊邯禽孟俺庆智谓责埂雍矢罩翁脂课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,2)N沟道增强型管的工作原理分析,当UGS 0 时,P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层,填补空穴形成负离子的耗尽层;,N型导电沟道,在漏极电源的作用下将产生漏极电流ID,管子导通。,当UGS UT时,将出现N型导电沟道,将D-S连接起来。UGS愈高,导电沟道愈宽。,梨东意皂
14、兰毅殷划窿估云贾通立丁樱鹏像曙僻揩柳挡离株磋观涪磷块呼善课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,2)N沟道增强型管的工作原理分析,N型导电沟道,在一定的漏源电压UDS下,使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压UT。,在一定的UDS下漏极电流ID的大小与栅源电压UGS有关。所以,场效应管是一种电压控制电流的器件。,鲤饵橙泌涟枕帜猎受才蝇削碎璃陵涎拢募笆嗽谎涧伺播娥窜迅募哺豢灼掇课题七_功率放大电路和场效应管放大电路课题七_功率放大电路和场效应管放大电路,工作原理小结,1.正常放大时各极电压极性(N沟道增强型):,G、S间加正偏压,D、S间外加偏压,
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- 课题 功率 放大 电路 场效应
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