功放電路通常作為多級(jí)放大電路的輸出極去驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作,像使用揚(yáng)聲器發(fā)聲、電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等等應(yīng)用中。而驅(qū)動(dòng)負(fù)載需要足夠的功率,這就要求了功放電路能輸出足夠的電壓和電流。由于功放電路之前的電壓放大器能將電壓放大到需要值,所以對(duì)于功放電路只需要強(qiáng)調(diào)電流放大能力即可。
一、功放電路的主要特點(diǎn)及技術(shù)要求
對(duì)于電壓放大器來(lái)說(shuō),要求在不失真的情況下盡可能提高輸出信號(hào)的電壓幅值,但其輸出功率并不一定大。而對(duì)于功放電路,由于功能需求的不同,其工作特點(diǎn)和技術(shù)要求與電壓放大器存在不同,具體來(lái)說(shuō):
1、輸出足夠大的功率P
由于P=UI,所以功放電路應(yīng)該有足夠大的電壓動(dòng)態(tài)范圍和電流動(dòng)態(tài)范圍,這就要求了晶體管只能在安全區(qū)內(nèi)盡可能接近極限狀態(tài)下工作,意思就是功放電路是工作在大信號(hào)狀態(tài)下。
2、有盡可能高的效率N
所謂效率,就是功放電路的輸出功率Po與電源供給的直流功率Pv之比
N = Po/Pv x 100%
顯然,這個(gè)比值越大,效率就越高??紤]到功放電路的Po較大,所以效率的提高就意味著直流能耗的降低。
3、有盡可能小的非線(xiàn)性失真
由于晶體管工作在大信號(hào)狀態(tài)下,必然會(huì)出現(xiàn)信號(hào)進(jìn)入非線(xiàn)性區(qū)而產(chǎn)生非線(xiàn)性失真的情況。通常輸出功率越大,產(chǎn)生非線(xiàn)性失真的幾率就越高。
根據(jù)不同場(chǎng)合對(duì)非線(xiàn)性失真的要求不同,比如在工業(yè)控制系統(tǒng)中,以輸出功率為主要目的,為了提高輸出功率,就會(huì)允許在一定范圍內(nèi)存在較小的失真,而對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)和電聲設(shè)備,就需要盡可能避免非線(xiàn)性失真。
4、散熱問(wèn)題
功放電路的功放管在工作時(shí)既要輸出大的電壓,又要輸出大的電流,所以功放管消耗的功率非常大,管子的結(jié)溫迅速升高,這也要求很好地解決功放管的散熱問(wèn)題。
二、放大電路的工作狀態(tài)
放大電路有甲類(lèi)、甲乙類(lèi)、乙類(lèi)3種基本工作狀態(tài)。
對(duì)于三極管甲類(lèi)放大電路,在無(wú)信號(hào)輸入時(shí),電源的輸出功率就全消耗在三極管和電子上;有信號(hào)時(shí),電源輸出功率中一部分轉(zhuǎn)換為有用的輸出功率,信號(hào)越大,輸出功率就越大。甲類(lèi)放大電路在理想的情況下效率最高只能達(dá)到50%。
欲提高效率,需要從兩個(gè)方面入手,一是通過(guò)增加放大電路的動(dòng)態(tài)工作范圍來(lái)增加輸出功率;二是盡可能減小電源供給的功率。所以就有了乙類(lèi)和甲乙類(lèi)的放大電路。乙類(lèi)效率最高能達(dá)到78.5%,甲乙類(lèi)也能在50%-78.5%之間。另外,雖然乙類(lèi)、甲乙類(lèi)放大電路減小了靜態(tài)功耗,提高了效率,但都出現(xiàn)了嚴(yán)重的波形失真,因此,既要保證靜態(tài)管耗小,又要使失真不嚴(yán)重,就需要在電路機(jī)構(gòu)上采取措施了。
三、功放電路的分類(lèi)
功放電路可以從不同角度進(jìn)行分類(lèi):
1、按耦合方式分類(lèi)
按照輸出端的耦合方式(與負(fù)載的連接方式)不同,可以將功放分為直接耦合、變壓器耦合和電容耦合。
功放輸出的耦合方式
2、按功放管類(lèi)型分類(lèi)
按照功放管的類(lèi)型可以分為電子管功放、晶體管功放、場(chǎng)效應(yīng)管功放和集成功放。
3、按電路形式分類(lèi)
按照電路的形式可以將功放分為單管功放、推挽式功放、橋式功放。
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