模电课程设计报告--OCL功率放大器

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1、 Re（发射结电阻）的条件，这样就可以认为 R0 支路 相当于开路，输入信号电压近似地均分在两管的输入回路上，如图中体现了射极 耦合的作用。 图 3-3 复合管互补放大电路 双极性三极管（BJT）有两种类型：NPN 型和 PNP 型。他们分别有三个极：发 射极 e、集电极 c 和基极 b。当 BJT 用作放大器件时，无论是 NPN 型还是 PNP 型， 都应将他们的发射结加争先偏置电压，集电结加反向偏置电压 3。 以 NPN 管为例，其工作原理是： (1)发射结向基区扩散载流子，形成发射极电流 IE。 (2)载流子在基区扩散与复合，形成复合电流 IBN。 (3)集电区手机载流子，形象横集电极电

2、流 IC。 BJT 共射极连接时的 V-I 特性曲线 3 (1)输入特性 图 3-4 输入特性曲线图 RL -5- 图 3-4 是 NPN 型硅 BJT 共射极连接时的输入特性曲线。图中示出了 VCE分别为 0V,1V 三种情况下的输入特性曲线。因为发射结正偏，所以 BJT 的输入特性曲线与 半导体二极管的正向特性曲线相似，但随着 VCE的增加，特性曲线向右移动。即当 VBE一定时，随着 VCE的增加，IB将减小。 (2)输出特性 3 图 3-5 BJT 输入特性曲线图 图 3-5 是 NPN 型硅 BJT 共射极连接时的输出特性曲线。图中 BJT 有三个工作 区域：放大区、饱和区和截止区。

3、(1)放大区：在截止区以上，介于饱和区与击穿区之间的区域为放大区 3。在 此区域内，特性曲线近似于一簇平行等距的水平线，IC的变化量与 IB的变量基本 保持线性关系，即IC=IB，且IC IB 3。V BE对 IC的影响由基区宽度调制 效应产生，即 VBE增加时，基区有效宽度减小，载流子在基区的复合机会减少，使 电流放大系数略有增加， 在保持 IB不变的情况下， IC将随 VBE的增大而略有增大。 在放大区，三极管的发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置状态。 (2)饱和区：指绿色区域。在此区域内，对应不同 IB值的输出特性曲线簇几乎 重合在一起。也就是说，VBE较小时，IC虽然增加，但 IC

4、增加不大，即 IB失去了对 IC的控制能力。这种情况，称为三极管的饱和。饱和时，三极管的发射给和集电结 都处于正向偏置状态。三极管集电极与发射极间的电压称为集一射饱和压降，用 VCES表示。VCES很小，通常中小功率硅管 VCES0.5V；三极管基极与发射极之间的电 压称为基一射饱和压降，以 VCES表示，硅管的 VCES在 0.8V 左右。 （3） 截止区：指 IB=0 的那条特性曲线以下的区域。在此区域里，三极管的 发射结和集电结都处于反向偏置状态，三极管失去了放大作用，集电极只有微小 -6- 的穿透电流 ICEO。 确定工作电压 为了达到输出功率 10W 的设计要求，同时使电路安全可靠地

5、工作，电路的最 大输出功率 POM应比设计指标大些，一般取 POM（1.52）PO 3。即本设计中电路 的最大输出功率应按 68W 来考虑。 由于是 POM= R2 1 UOM 2 因此，最大输出电压为 UOM= LOM RP2 考虑到输出功率管 V2，V4 的饱和压降和发射极电阻 R10，R11 的压降，电源 电压常取 VCC=（1.21.5）UOM 功率输出级的设计 (1)输出功率管的选择 输出功率管 V4，V6 为同类型的 NPN 型大功率管，其承受的最大反向电压 UCEmax 2VCC，每个管的最大集电极电流为 ICMmaxVCC/R14+RL，每个管的最大集电极功耗为 PCmax0.

6、2POM。 确定偏置电路 为了克服交越失真，二极管 D3、D4、R17、R14 和 Q8 共同组成输出级的偏置 电路，以使输出级工作于甲乙类状态。其中 D3、D4 和 Q8 组合，可获得较好的温 度补偿作用，而 R14 及 Q8 又组成调零电路，稳定输出级的静态工作点。 图 3-6 输出级偏置电路 -7- 4 系统测试 4.1 测试所用的基本仪表仪器 数字万用表、电烙铁、信号发生器、示波器 4.2 测试结果 接上电源后再接上示波器、信号发生器，当输入 20mV 的正弦波信号时，从示 波器可观察到完整的正弦信号。改接音频输入及扬声器输出时，音乐响亮，无明 显的失真，同时声音的大小可以调动。 经测试，得到如下幅频特性表（以下数据均是在放大器的最大不失真情况下 测出） 表 4-1 硬件的幅频特性表 f/Hz VPPi/mV VPPO/V 15 609.84 38.41 20 459.36 37.82 1k 158.4 40.4 100k 150.8 40.0 150k 144.14 38.8 170k 154.44 39.6 190k