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乙类推挽功率放大器仿真实验数据,乙类推挽功率放大器的工作原理及参数计算

发布时间:2023-10-05 21:58:23编辑:温柔的背包来源:

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B模拟拉式功率放大器的工作原理

因为甲类功放静态工作电流很大,效率不会超过50%,而乙类功放静态电流为零,所以效率提高。但在B类工作状态下,晶体管只工作半个周期,信号波形被截掉一半,会造成严重失真。如果两个相同的晶体管交替工作,一个工作在信号的正半周,一个工作在信号的负半周,这样两个晶体管就像推拉一样,在负载上形成一个完整的波形。

下图为推挽放大器的工作原理,其中Q1为NPN晶体管,Q2为PNP晶体管,电路由正负电源供电。

当功率放大器原理图中没有信号时,两个管都关断。当输入信号处于正半周时,Q1导通Q2关断,在负载RL上输出正半周信号;当输入信号为负半周时,Q1关断,Q2导通,负半周信号在负载RL上输出。这样在一个周期内,Q1、Q2交替工作,在负载RL上合成一个完整的输出波形,如下图所示:类比上拉功率放大器的参数计算推挽放大器的工作状态,整个放大器(两个晶体管)的输出功率为:

其中,Ucem为输出电压,Icm为输出电流。如果不考虑晶体管的饱和压降,则最大输出功率为:最大集电极功耗PCmax。这个公式可以作为选择功率管的依据。集电极效率集电极效率是集电极输出功率与电源功率之比,与晶体管的电压利用系数(晶体管输出电压与电源电压之比)有关。电压利用系数为1时,效率最高,即晶体管的耐压。

放大器工作时,晶体管EC的最大耐受电压大概是电源电压的两倍,也就是要求晶体管BVCEO2Ec的耐受电压,这也是选择晶体管的一个依据。B模拟功率放大器非线性失真推挽电路中双重次谐波的抑制

在理想情况下,如果推挽电路的两个晶体管的电流和电压波形完全对称,那么输出电流中就不会有偶次谐波分量,推挽电路具有已知偶次谐波的功能。实际上,由于两个晶体管的特性总是不同的,电路不可能完全对称,所以输出电流中会有偶次谐波成分。为了减少非线性失真,我们应该尽量选择匹配的管道。交叉失真与工作点的选择

由于晶体管的输入特性和输出特性,当电流趋于零时,存在一个非线性失真特别严重的区域,所以在导通初期iC的增长非常缓慢。当iC1和iC2相互交替时,( iC1、iC2)的波形与输入波形有很大不同。这种B类模拟拉放大器特有的失真称为交叉失真,其原理如下图所示:

交叉失真示意图为了消除交叉失真,可以在两个晶体管的发射极结分别加一个小的正偏压,使每个晶体管在静态下都有一个小的ic流过。这样,可以消除交叉失真,而不会大大影响效率。严格来说,此时晶体管已经工作在甲乙类状态,但由于静态偏置较小,一般仍称其为乙类放大器,以区别于静态电流较大的甲乙类放大器。

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