功率放大电路类型根据静态工作点处于负载线的中点、近截止区和截止区的位置,分别称为甲类、甲乙类、乙类功率放大电路,分别如图9.1.1(b)、(c)、(d)所示,其集电极信号电流的导通角θ分别为2π、π~2π和π。
甲类功率放大电路的特征是在输入信号的整个周期内,晶体管均导通,有电流流过;乙类功率放大电路的特征是在输入信号的整个周期内,晶体管仅在半个周期内导通,有电流流过;甲乙类功率放大电路的特征是在输入信号周期内,管子导通时间大于半个周期而小于一个周期。
甲类仅须用一个管子工作,而甲乙类和乙类必须采用两个管子组成互补对称功率放大电路进行工作。但甲类功率放大电路在输入信号为零时,静态ICQ较大,电源消耗功率较大,尽管有信号输入时,部分可转化为有用功率输出,但其效率总是比乙类和甲乙类都低。
图9.1.1 各类功率放大电路的静态工作点
怎样才能使电源供给的功率大部分转化为有用的信号功率输出呢?从甲类放大电路中可知,静态电流是造成管耗的主要因素。如果能把静态工作点Q向下移动,使信号等于零时电源供给的功率也减小甚至为零,信号增大时电源供给的功率也随之增大,这样电源供给功率及管耗都随着输出功率的大小而变,就能改变甲类放大时效率低的问题。利用图9.1.1(c)、(d)所示工作情况,就可实现上述设想。甲乙类和乙类放大主要用于功率放大电路中。
虽然甲乙类和乙类放大减小了静态功耗,提高了效率,但都出现了严重的波形失真,因此,既要保持静态时管耗小,又要使失真不太严重,这就需要在电路结构上采取措施。有关这方面的讨论将在9.3节进行。下面首先研究一个甲类功率放大电路实例。
思考题
9.1.1 功率放大器功能是什么?它与电压放大器相比有哪些主要异同点?
9.1.2 功率放大器中,甲类、乙类、甲乙类三种工作状态下静态工作点分别选取在三极管伏安特性什么位置?在输入信号一周内,三种工作状态下,三极管导通角度有何差别?
习 题
9.1.1 分析下列说法是否正确,对者在括号内打“√”,错者在括号内打“×”。
(1)在功率放大电路中,输出功率愈大,功放管的功耗愈大。( )
(2)功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下,负载上可能获得的最大交流功率。( )
(3)功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是:
① 都使输出电压大于输入电压;( )
② 都使输出电流大于输入电流;( )(www.xing528.com)
③ 都使输出功率大于信号源提供的输入功率。( )
(4)功率放大电路与电压放大电路的区别是:
① 前者比后者电源电压高;( )
② 前者比后者电压放大倍数数值大;( )
③ 前者比后者效率高;( )
④ 在电源电压相同的情况下,前者比后者的最大不失真输出电压大。( )
(5)功率放大电路与电流放大电路的区别是:
① 前者比后者电流放大倍数大;( )
② 前者比后者效率高;( )
③ 在电源电压相同的情况下,前者比后者的输出功率大。( )
9.1.2 选择合适的答案填入空内。
(1)功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时,输出基本不失真情况下,负载上可能获得的最大_______。
A.交流功率 B.直流功率 C.平均功率
(2)功率放大电路的转换效率是指_______。
A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比
B.最大输出功率与电源提供的平均功率之比
C.晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比
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