实用的电子设备(如放大器)常常要求它们的输出级能够带动一定的负载,例如驱动扬声器发出声音,推动电机转动,等等。这就要求输出级能够输出足够大的信号功率,输出级具有这种性能的放大电路称为功率放大电路。
功率放大电路与前面讨论的电压放大电路有所不同,电压放大电路是放大微弱的电压信号,属于小信号放大电路;而功率放大电路是大信号放大电路。对功率放大电路的要求主要有以下几个方面:
(1)要求有尽可能大的输出功率。
为了得到最大输出功率,要求晶体管的电压和电流都有足够大的输出幅度,处于大信号工作状态,甚至接近极限工作状态。输出的最大功率Pom等于最大输出电压有效值与最大输出电流有效值的乘积。
(2)具有较高的效率。
从能量转换的观点来看,功率放大电路是将直流电源提供的能量转换成交流电能输出给负载。在能量转换过程中,电路中的晶体管、电阻也要消耗一定的能量,这个问题在大功率输出时比较突出,因此要求功率放大电路具有较高的转换效率。(www.xing528.com)
(3)非线性失真要小。
功率放大电路是在大信号状态下工作,输出电压和电流的幅值都很大,所以不可避免地会产生非线性失真(三极管工作在非线性区)。因此把非线性失真限制在允许的范围内,是设计功率放大电路时必须考虑的问题。
(4)晶体管的散热和保护问题。
在功率放大电路中,晶体管的集电结要消耗较大的功率而使结温和管壳温度升高,因此要考虑晶体管的散热问题。此外,由于管子承受的电压高,通过的电流大,所以还必须考虑晶体管的保护问题,如对晶体管加装一定面积的散热片,或在电路中增加电流保护环节。
另外,在分析功率放大电路时,由于管子处于大信号状态下工作,放大电路的微变等效电路分析法不再适用,通常采用图解法分析。
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