功率放大电路习题解答

第第 9 9 章自测题、习题解答章自测题、习题解答 自测题自测题 9 9 一、功率放大器和电压放大器没有本质区别，但也有其特殊问题，试简述功率放大器的特 点。 解： 功率放大电路与电压放大电路本质上没有区别， 功率放大电路既不是单纯追求输出 高电压，也不是单纯追求输出大电流， 而是追求在电源电压确定的情况下， 输出尽可能大的 不失真的信号功率， 功率放大器的特点： 1.输出功率要大 2.转换效率要高 3.非线性失真要 小。 二、分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“√” ，凡错者在括号内打“×” 。 （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）功率放大器为了正常工作需要在功率管上装置散热片，功率管的散热片接触面是 粗糙些好。 （ ） （4） 当 OCL 电路的最大输出功率为 1W 时， 功放管的集电极最大耗散功率应大于1W。 （ ） （5）乙类推挽电路只可能存在交越失真，而不可能产生饱和或截止失真。 （ ） （6）功率放大电路，除要求其输出功率要大外，还要求功率损耗小，电源利用率高。 （ ） （7）乙类功放和甲类功放电路一样，输入信号愈大，失真愈严重，输入信号小时，不 产生失真。 （ ） （8）在功率放大电路中，电路的输出功率要大和非线性失真要小是对矛盾。 （ ） （9）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； （ ） 3）都使输出功率大于信号源提供的输入功率。 （ ） （10）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； （ ） （11）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； （ ） 解： ⑴×， 当输出电压峰值为 0.6Vcc 时， 功放管的管耗最大约为最大输出功率的五分之一。 ⑵√， ⑶×，功率管的散热片接触面是平面，有利于钝化涂黑，侧边粗糙些好。 ⑷×，最大输出功率与管耗不是1：1 的关系，而是 5：1 的关系。 ⑸×，功率管也有三种工作状态：放大，饱和，截止，取决于直流电路的情况。 ⑹√， ⑺×，甲类功率放大，不论信号多小，都存在失真。 ⑻√， ⑼①×、电流放大电路的输出电压不一定大于输入电压。 ②×、电压放大电路的输出电流不一定大于输入电流。 ③√， ⑽①×、电源电压没有可比性，可以大，相等，也可以小。 ②×、功率放大电路重点在输出功率，电压放大倍数不一定比电压放大电路的放大倍 数高。 ③√、 ④√， ⑾①×、功率放大电路重点在输出功率，电流放大倍数不一定比电流放大电路的放大 倍数高。 ②√ 三、功率放大器如图 T9-3 所示，已知各晶体管的β=50 ， |U BE |=0.6V， UCES =0.5V 。 （ 1 ）说明 R4和 C2的作用； （ 2 ）设静态时 |UBE3|=|UBE2|，试计算各电阻中的静态电流，并确定 R3的阻值； （ 3 ）在输出基本不失真的情况下，估算电路的最大输出功率。 图 T9-3 解： （1）R4提供静态偏压，C2通交流， 习题习题 9 9 9 9．．1 1 已知电路如图 P9-1 所示，T1和 T2管的饱和管压降│UCES│＝3V，UCC＝15V， RL＝8 Ω， 。选择正确答案填入空内。 （1）电路中 D1和 D2管的作用是消除_________ 。 A．饱和失真B．截止失真C．交越失真 （2）静态时，晶体管发射极电位UEQ。 A．大于 0V B．等于 0VC．小于 0V （3）最大输出功率 POM。 A．约等于 28WB．等于 18WC．等于 9W 图 P9-1 解： （1）C乙类功率放大电路存在交越失真，通过D1,D2 克服交越失真。 （2）B静态时，由于电路对称，U EQ  0 (3)CP OM (U cc U CES )2(153)2  9W 2R L 2*8 9 9．．2 2 在图 P9-1 所示电路中，已知 VCC＝16V，RL＝4Ω，T1和 T2管的饱和管压降│UCES│ ＝2V，输入电压足够大。试问： （1）最大输出功率 Pom和效率η各为多少？ （2）晶体管的最大功耗PTmax为多少？ （3）为了使输出功率达到Pom，输入电压的有效值约为多少？ 解： （1）最大输出功率和效率分别为 P om  (U CC  U CES )2 2R L  24.5W  πU CC  U CES  69.8% 4U CC （2）晶体管的最大功耗 P Tmax  0.2P oM 0.2(U CC |U CES |)2  4.9W 2R L （3）输出功率为P om 时的输入电压有效值 U i U om  U CC  U CES 2  9.9V 9.39.3在甲类、乙类、甲乙类功放电路中，功放管的导通角分别是多少？ 解： 甲类功率放大电路功放管的导通角度为 360°，iC在一个周期内一直大于 0；乙类共 放的导通角度为 180°，只有半个周期大于 0，甲乙类功率放大电路的导通角大于 180°而 小于 360°。 9 9．．4 4 试证明，在理想情况下甲类功放的效率不会超过50%。 证明： 在理想情况下， 忽略晶体管基极回路的损耗， 则电源提供的功率为P V  I CQUCC 甲类功率放大电路在理想情况下的最大输出功率P om  在理想情况下，甲类功率放大电路的最大效率  P om 50% P V I CQ U CC 22  1 I CQUCC 2 即甲类功率放大电路的效率不会超过50% 9 9．．5 5 双电源互补对称电路如图P9-5 所示，已知电源电压12 伏，负载电阻10 欧，输入信号 为正弦波。求（1）在晶体管 UCES忽略不计的情况下， 负载上可以得到的最大输出功率。 （2） 每个功放管上允许的管耗是多少？（3）功放管的耐压又是多少？ 图 P9-5 解： （1）P OM 2U CC 122  7.2W 2R L 2*10 （2）每个管耗的允许值即为管耗的最大值，即为最大输出功率的五分之一， 为 7.2/5=1.44W. (3)双电源互补对称电路在同一时刻只有一个管子导通，所以功放管的耐压为管子的 最大管压降U CE max  2U CC  24V。 9.69.6在图P9-6所示电路中， 已知二极管的导通电压UD＝0.7V， 晶体管导通时的│UBE│＝0.7V， T2和 T4管发射极静态电位 UEQ＝0V。 试问： （1）T1、T3和 T5管基极的静态电位各为多少？ （2）设R2＝10kΩ，R3＝100Ω。若T1和 T3管基极的静态电流可忽略不计，则T5管集 电极静态电流为多少？静态时UI＝？ （3）若静态时 iB1＞iB3，则应调节哪个参 数可使 iB1＝iB2？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