在功放电路中,为了保证功放管的安全运行,功放管所承受的最大管电压降、集电极最大电流和最大功耗等参数应满足电路的要求,OCL功放电路选择晶体管的原则如下:
1.最大管电压降
从OCL功放电路的工作原理可知,在两只功放管中,处在截止状态的那只晶体管将承受更大的管电压降。
设输入信号为正半周时,晶体管VT1因正向偏置而导通,晶体管VT2因反向偏置而截止。当ui从零逐渐增大到最大值时,两晶体管的发射极电位Ue也从零逐渐增大到最大值Ucc-UCES≈Ucc,因此,VT2的管电压降为
UEC2=UE2-Uc2=Ucc-(-Ucc)=2Ucc (11-7)
即功放管的最大管电压降为功放管供电电源电压的两倍。
2.集电极最大电流
由OCL功放电路的工作原理可得,功放管集电极的最大电流等于负载电流的最大值,因负载电阻上的最大电压约等于电源电压Ucc,所以功放管集电极电流的最大值为
3.集电极最大功耗
在功率放大电路中,电源提供的功率,除了转换成输出功率外,其余的部分主要消耗在功放管的集电极上,根据能量守恒和转换定律可得集电极的功耗PT≈PE-Po。当输入信号为零时,因功放管不导电,功放管所消耗的功率最小;当输入信号最大时,因管电压降最小,所以功放管的功耗也是最小。因输入信号为最大和最小时,功放管的功耗都是最小,所以功放管的功耗存在着最大值点,根据高等数学求最大值的方法可求得功放管功耗的最大值。
设OCL功放电路的管电压降和集电极电流的表达式分别为
uce=Ucc-Ucmsin(ωt) (11-9)(www.xing528.com)
因OCL电路中功放管只在信号的半个周期内有消耗功率,所以功放管的功耗是功放管所消耗的平均功率。根据高等数学求平均值的公式可得
式(11-11)说明PT是Ucm的函数,对该式求导
可得
根据功耗的表达式可得最大功耗为
式中,,它是输出信号功率的最大值,该值为每个晶体管输出信号功率最大值的两倍。由式(11-12)可见,功放管集电极的最大功耗仅为输出功率最大值的1/5,在具体选择管子时应注意留有一定的余量。
功放电路中所使用的功放管在参数上除了要满足上述公式的要求外,还要注意功放管的散热问题。功放管常用的散热片结构如图11-7所示。
散热片通常由铝片组成,表面纯化涂黑,有利于热辐射。为利于通风,功放管的散热片通常垂直安装在电路中,在条件许可的情况下,利用电风扇强制通风,可获得更大的耗散功率。
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