作业(答案)(3)

解：（1）Pomax?1?2(Vcc?Vces)2??24?2?(Uomax)?2???2??2.5?W2RL2RL2?2012?

（2）Pomax??Ucc?Uces?2RL2?2?24?2?2?202?12.10?W?

2（3）Pomax?1??1?U?V???24?2?ccces??2??2????2.5?W?

2RL2?20?1?Ucc2?24?2(?Uces)???2?2???2.5?W2R22?202（4）Pomax?

（5）Pomax?(Ucc?Uces)2R22??24?2?2?202?12.10?W?

2、图示为三种功率放大电路。已知图中所有晶体管的电流放大系数、饱和管压降的数值等参

数完全相同，导通时b-e间电压可忽略不计；电源电压VCC和负载电阻RL均相等。填空：?

（1）分别将各电路的名称（OCL、OTL或BTL）填入空内，图（a）所示为_______电路，图（b）所示为_______电路，图（c）所示为_______电路。?

（2）静态时，晶体管发射极电位uE为零的电路为有_______。?

（3）在输入正弦波信号的正半周，图（a）中导通的晶体管是_______，图（b）中导通的晶体管是_______，图（c）中导通的晶体管是_______。?

（4）负载电阻RL获得的最大输出功率最大的电路为_______。? （5）效率最低的电路为_______。?

【相关知识】 常用功率放大电路（OCL、OTL或BTL）。?

【解题思路】

（1）根据三种功率放大电路（OCL、OTL或BTL）的结构特点来选择相应的电路填空。 （2）功率放大电路采用双电源供电时，其晶体管发射极电位uE为零。

（3）根据三种功率放大电路（OCL、OTL或BTL）的基本工作原理来选择相应的晶体管填空。

（4）分析三种功率放大电路的最大不失真输出电压，从而选出输出功率最大的电路。 （5）根据三种功率放大电路的最大输出功率以及功放管消耗的能量大小来确定效率最低的电路。

【解题过程】

（1）答案为OTL、OCL、BTL。?

（2）由于图（a）和（c）所示电路是单电源供电，为使电路的最大不失真输出电压最大，静态应设置晶体管发射极电位为VCC/2。因此，只有图（b）所示的OCL电路在静态时晶体管发射极电位为零。因此答案为OCL。

（3）根据电路的工作原理，图（a）和（b）所示电路中的两只管子在输入为正弦波信号时应交替导通，图（c）所示电路中的四只管子在输入为正弦波信号时应两对管子（T1和T4、T2和T3）交替导通。

因此答案为T1，T1，T1和T4。

（4）在三个电路中，哪个电路的最大不失真输出电压最大，哪个电路的负载电阻RL获得的最大输出功率就最大。三个电路最大不失真输出电压的峰值分别为

，，

（5）根据（3）、（4）中的分析可知，三个电路中只有BTL电路在正弦波信号的正、负半周均有两只功放管的消耗能量，损耗最大，故转换效率最低。因而答案为（c）。 3、单电源互补功率放大电路如图所示。设功率管、

，发射结正向压降

的容量足够大。

（1）静态时，A点的电位别为多大？

（2）动态时，若输出电压仍有交越失真， （3）试确定电路的最大输出功率

应该增大还是减小?

，及此时需要的输入激励电流

、电容器C两端压降

和输入端信号中的直流分量

分

，

，

的特性完全对称, 管子的饱和压降

，

，并且电容器

和

、能量转换效率

的值；

（4）如果二极管D开路，将会出现什么后果?

【相关知识】 甲乙类互补推挽功放电路的工作原理。

【解题思路】

（1）为了使单电源互补推挽功放电路输出信号正负两个半周的幅值对称，静态时，A点的电位应等于电源电压的一半，由此可推算电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量

的大小。

（2）分析产生交越失真的原因，讨论

的作用。

（3）确定输出电压最大值，求解最大输出功率、能量转换效率及此时需要的输入激励电流的值。

（4）断开二极管，分析电路可能出现的状况。 【解题过程】

(1) 静态时，调整电阻

等于电源电压的一半，即

、

和

，保证功率管

和

处于微导通状态，使A点电位

。此时耦合电容C被充电，电容C两端的电压

；输入信号中的直流分量的大小，应保证输入信号接通后不影响放大电路的

直流工作点，即

(2) 电路中设置电位器

。

和二极管D的目的是为功率管提供合适的静态偏置，从而减

小互补推挽电路的交越失真。若接通交流信号后输出电压仍有交越失真，说明偏置电压不够大，适当增大电位器

的值之后，交越失真将会减小。

（3） 功率管饱和时，输出电压的幅值达到最大值，则电路的最大输出功率

此功放电路的能量转换效率最大

当输出电压的幅值达最大值时，功率管基极电流的瞬时值应为

（4）当D开路时，原电路中由电位器消失。和

、

、和

的发射结及

和二极管D给功率管和提供微导通的作用管完全导通。若

将构成直流通路，有可能使和，从而使功放管烧坏。

的值较小时，将会出现

4、在图(a)所示电路中，已知二极管的导通电压UD≈0.7 V；晶体管导通时|UBE|均约为0.7 V，T1和T3的饱和管压降|UCES|=1 V。试问：

图(a)

（1）T1、T3和T5管基极的静态电位各为多少？

（2）设R3＝10kΩ，R4＝100Ω，且T1和T3管基极的静态电流可忽略不计，则T5管集电极静态电流约为多少？?

（3）若静态时iB1＞iB3，则应调节哪个参数可使iB1＝iB3，如何调节？

（4）电路中二极管的个数可以是1、2、3、4吗？你认为哪个最合适？为什么？ （5）若R3断路，则输出电压约为多少？

【相关知识】OCL电路的工作原理、静态和动态分析方法。

【解题思路】

（1）根据静态时UO=0以及晶体管处于导通状态来确定T1、T3和T5管基极的静态电位。 （2）T5管集电极电流与R3的电流近似相等。

（3）降低T3管基极的静态电位可以减小iB3，从而使iB1＝iB3。

（4）根据T1和T3管基极之间的静态电位差的要求来确定二极管的个数。 （5）分析R3断路后各个晶体管的工作状态来分析输出电压。

【解题过程】

（1）因为静态时输出电压uO为0 V，所以T1、T3和T5管基极的静态电位分别为?

UB1＝UBE2＋UBE1 ≈1.4 V ?UB3＝0－UBE3 ≈－0.7 V ?UB5＝－VCC＋UBE5 ≈－14.3 V

（2）静态时，T1和T3的基极电流可忽略不计，因而T5管集电极电流与R3、R4的电流近似相等，即ICQ5 ≈ IR3 = UR3 / R3 =（VCC － UB1）/R3 ≈[（15－1.4）/10] mA=1.36 mA

因为R4上的电压约为T1管b-e间的导通电压UBE，所以若利用ICQ5 ≈ IR4 ≈ UBE/R4求解ICQ5，则UBE的实际值与0.7 V的差别必定使估算出的ICQ5产生很大的误差，故不能采用这种方法。? （3）若静态时iB1＞iB3，则应通过调整R4的阻值来微调T1和T3的基极电压。由于在调整R4时T5管的基极电流不变，集电极电流也就不变，即R4中电流基本不变。因此，应增大R4以降低T5管集电极电位，即降低T3基极电位，使iB3增大，达到iB1与iB3相等的目的。

应当指出，在图（a）所示电路中，只有在产生较大误差，如静态时输出电压为几伏，才调整R3的阻值。

（4）采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适，也可只用三只二极管。这样一

方面可使输出级晶体管工作在临界导通状态，消除交越失真；另一方面在交流通路中，D1和D2管之间的动态电阻又比较小，可忽略不计，从而减小交流信号的损失。

（5）若R3断路，则R4和T1、T2两个支路都为断路，电路如图（b）所示。由图可知，T5、T3和T4组成复合管作为放大管，构成共射放大电路；而且，静态时各管子的电流如图中所标注，由于T5的基极回路没有变化，因而其集电极电流不变。?

图(b)

应当指出，在OCL电路中，功放管在静态时基本不损耗功率，其选取依据是?

PCM＞0.2× V 2CC/（2RL）

因而当电路产生故障时应首先分析功放管静态时的功耗，判断其是否会因功耗过大而损坏。?

本题可能出现以下几种情况：?

① 若T5、T3和T4均工作在放大状态，则负载电阻的静态电流?

?IL = IE3 + IC4 =（1+β3）IC5 + β3 β4 IC5

数值很大。此时，若T3和T4的管压降也比较大，则它们静态的集电极功耗将很大，以至于使之因过热而损坏。若它们损坏后短路，则uO＝－15 V；若它们损坏后断路，则uO＝0 V。

? ② 如果电源电压几乎全部降在负载上，使T3饱和，则输出电压 uO=－VCC+（|UCES3|+UBE4）≈ [－15+（1+0.7）] V =－13.3 V

第6章作业（1）答案

-----差模放大器部分

1、已知差动放大器两个输入端的输入信号分别为uI1和uI2，如图1所示，试画出输入信号的差模分量和共模分量。

图1

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