第九章功率放大电路 自测题 、选择合适的答案,填入空内。只需填入A、B或C。 (1)功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时,输出基 本不失真情况下,负载上可能获得的最大」 A.交流功率 B.直流功率 C.平均功率 (2)功率放大电路的转换效率是指 A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比 B.最大输出功率与电源提供的平均功率之比 C.晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比 (3)在OCL乙类功放电路中,若最大输出功率为1W,则电路中功放 管的集电极最大功耗约为 B.0.5W C.0.2W (4)在选择功放电路中的晶体管时,应当特别注意的参数有 A. B B. ICM C. Io CEO PCM (5)若图T9.1所示电路中晶体管饱和管压降的数值为|UcEs|,则最大 输出功率P C GVcc-UcEs) A 2R1 2R1 图T9.1 第九章题解
第九章 功率放大电路 自 测 题 一、选 择合适的 答案，填 入空内。 只需填入 A、 B 或 C。 （ 1） 功 率放大电 路的最大 输出功率 是在输入 电压为正 弦波时， 输 出 基 本 不失真情 况下，负 载上可能 获得的最 大 。 A． 交流功率 B．直流 功 率 C． 平均功率 （ 2） 功 率放大电 路的转换 效率是指 。 A． 输出功率 与晶体管 所消耗的 功率之比 B．最大 输 出 功率与电 源提供的 平均功率 之 比 C．晶体 管 所 消耗的功 率与电源 提供的平 均功率之 比 （ 3） 在 OCL 乙 类 功放电路 中，若最 大输出功 率 为 1W， 则 电 路 中功放 管 的集电极 最大功耗 约 为 。 A． 1W B． 0.5W C． 0.2W （ 4）在选择 功放电路 中的晶体 管时，应 当特别注 意的参数 有 。 A． β B． IC M C． IC B O D． BUCEO E． PC M F． fT （ 5）若 图 T9.1 所示电 路中晶体 管饱和管 压降的数 值为│ UCES│ ，则 最 大 输 出功率 PO M＝ 。 A． L 2 CC CES 2 ( ) R V −U B． L 2 CC CES ) 2 1 ( R V −U C． L 2 CC CES 2 ) 2 1 ( R V −U 图 T9.1 第九章题解－1
解:(1)A(2)B(3)C(4)BDE(5)C 、电路如图T92所示,已知T1和T2的饱和管压降|UcEs|=2V,直 流功耗可忽略不计。 图T9.2 回答下列问题 (1)R3、R4和T3的作用是什么? (2)负载上可能获得的最大输出功率P。m和电路的转换效率n各为多 ? 3)设最大输入电压的有效值为1V。为了使电路的最大不失真输出电 压的峰值达到16V,电阻R6至少应取多少千欧? 解:(1)消除交越失真 (2)最大输出功率和效率分别为 P omn (c=cs)=16W 2R 7 698 (3)电压放大倍数为 11.3 /2U Re 11.3 R R1=1k9,故Rs至少应取10.3k9。 第九章题解
解 ：（ 1） A （ 2） B （ 3） C （ 4） B D E （ 5） C 二 、电 路如图 T9.2 所 示 ，已 知 T1 和 T2 的 饱和管 压降│ UCES│ ＝ 2V，直 流 功耗可忽 略不计。 图 T9.2 回答下 列问题： （ 1） R3、 R4 和 T3 的 作用是 什么？ （ 2）负载上可能获得的最大输出功率 Po m 和电路的转换效率 η 各 为 多 少 ？ （ 3） 设 最大输入 电压的有 效值为 1V。为了使电 路的最大 不失真输 出 电 压 的峰值达 到 16V， 电 阻 R6 至 少应取多 少千欧？ 解 ：（ 1） 消除交越 失真。 （ 2） 最 大输出功 率和效率 分别为 69.8% 4 π 16W 2 ( ) CC CC CES L 2 CC CES om ≈ − = ⋅ = − = V V U R V U P η （ 3） 电 压放大倍 数 为 1 11.3 11.3 2 1 6 i omax = + ≈ = ≈ R R A U U A u u & & R1＝ 1kΩ ， 故 R5 至 少 应 取 10.3 kΩ 。 第九章题解－2
习 题 .1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 (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)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。() (4)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 (5)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 (6)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;() 3)在电源电压相同的情况下,前者比后者的输出功率大。( 解:(1) (2)√ (3)× (4)× (5)× 第九章题解-3
习 题 9.1 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） 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。（ ） （ 4） 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 。（ ） （ 5）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 ；（ ） （ 6）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；（ ） 3） 在电源电 压相同的 情况下， 前者比后 者的输出 功率大。（ ） 解 ：（ 1） × （ 2） √ （ 3） × （ 4） × × √ （ 5） × × √ √ （ 6） × √ √ 第九章题解－3
92已知电路如图P92所示,T1和T2管的饱和管压降|UcEs|=3v cc=15V,RL=8Ω,。选择正确答案填入空内 TI 图P92 (1)电路中D1和D2管的作用是消除 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 C.<0V (3)最大输出功率PoM A.≈28W B.=18W (4)当输入为正弦波时,若R1虚焊,即开路,则输出电压 A.为正弦波 B.仅有正半波C.仅有负半波 (5)若D1虚焊,则T1管 A.可能因功耗过大烧坏B.始终饱和 C.始终截止 解:(1)C(2)B(3)C(4)C (5)A 第九章题解
9.2 已 知电路如图 P9.2 所 示 ， T1 和 T2 管 的 饱 和管压降│ UCES│ ＝ 3V， VC C＝ 15V， RL＝ 8Ω ，。选择正 确答案填 入空内。 图 P9.2 （ 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 UE Q 。 A． ＞ 0V B． ＝ 0V C． ＜ 0V （ 3） 最 大输出功 率 P O M 。 A． ≈ 28W B． ＝ 18W C． ＝ 9W （ 4） 当 输入为正 弦波时， 若 R1 虚 焊 ，即开路 ，则输出 电 压 。 A． 为正弦波 B． 仅有正半 波 C．仅有 负 半 波 （ 5） 若 D1 虚 焊 ， 则 T1 管 。 A． 可能因功 耗过大烧 坏 B． 始终饱和 C．始终 截 止 解 ：（ 1） C （ 2） B （ 3） C （ 4） C （ 5） A 第九章题解－4
93在图P92所示电路中,已知Vcc=16V,R1=49,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n各为多少? (2)晶体管的最大功耗 PT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=(c-es2=245w 2R JUcEsI=69 (2)晶体管的最大功耗 0.2 P1ma≈0.2PM= 6.4W 2R (3)输出功率为Pom时的输入电压有效值 U CE 99v 94在图P9.4所示电路中,已知二极管的导通电压Ub=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。 R1 32g 试问: (1)T1、T3和Ts管基极的静态电位各为多少? (2)设R2=10kΩ,R3=1009。若T1和T3管基极的静态电流可忽略不 计,则Ts管集电极静态电流为多少?静态时u=? 第九章题解-5
9.3 在 图 P9.2 所 示电路中 ，已知 VC C＝ 16V， RL＝ 4Ω ， T1 和 T2 管的饱 和 管压降│ UC ES│ ＝ 2V，输入 电压足够 大。试问 ： （ 1） 最 大输出功 率 Po m 和 效 率 η 各 为 多少？ （ 2） 晶 体管的最 大功耗 PT ma x 为 多少？ （ 3） 为 了使输出 功率达到 Po m， 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 69.8% 4 π 24.5W 2 ( ) CC CC CES L 2 CC CES om ≈ − = ⋅ = − = V V U R V U P η （ 2）晶体管 的最大功 耗 6.4W 2 0.2 0.2 L 2 CC Tmax oM = × ≈ = R V P P （ 3）输出功 率 为 Po m 时 的输入电 压有效值 9.9V 2 CC CES i om ≈ − ≈ ≈ V U U U 9.4 在 图 P9.4 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│ UB E│ ＝ 0.7V， T2 和 T4 管发射 极静态电 位 UE Q＝ 0V。 图 P9.4 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＝ ？ 第九章题解－5
(3)若静态时iB1>l3,则应调节哪个参数可使i1=ig2?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? 解:(1)T1、T3和Ts管基极的静态电位分别为 0.7Up 17.3V (2)静态时Ts管集电极电流和输入电压分别为 R2 ≈ls=-173V (3)若静态时iB1>iB3,则应增大R3 (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,可以消除交越 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 95在图P94所示电路中,已知T2和T4管的饱和管压降|UcEs|=2V 静态时电源电流可忽略不计。试问负载上可能获得的最大输出功率P。m和效 率各为多少? 解:最大输出功率和效率分别为 P( 4 2 CES ≈698% 第九章题解-6
（ 3） 若 静态时 iB 1＞ iB 3， 则 应调节哪 个参数可 使 iB 1＝ iB 2？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？ 解 ：（ 1） T1、 T3 和 T5 管 基极的静 态电位分 别 为 UB 1＝ 1.4V UB 3＝ － 0.7V UB 5＝ － 17.3V （ 2） 静 态 时 T5 管 集电极电 流和输入 电压分别 为 17.3V 1.66mA I B5 2 CC B1 CQ ≈ = − = − ≈ u u R V U I （ 3） 若 静态时 iB 1＞ iB 3， 则 应增大 R3。 （ 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，可以消除交越 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 。 9.5 在 图 P9.4 所 示电路中，已 知 T2 和 T4 管的饱 和管压降 │ UCES│ ＝ 2V， 静 态时电源 电流可忽 略不计。 试问负载 上可能获 得的最大 输出功率 Po m 和 效 率 η 各为多 少 ？ 解 ： 最 大输出功 率和效率 分别为 69.8% 4 π 4W 2 ( ) CC CC CES L 2 CC CES om ≈ − = ⋅ = − = V V U R V U P η 第九章题解－6
9.6为了稳定输出电压,减小非线性失真,请通过电阻Rt在图P94所 示电路中引入合适的负反馈:并估算在电压放大倍数数值约为10的情况下, RF的取值 解:应引入电压并联负反馈,由输出端经反馈电阻Rr接Ts管基极,如 解图P9.6所示 D 解图P9.6 在深度负反馈情况下,电压放大倍数 R 10 R1=1k9,所以Rr≈10k9 9.7估算图P9.4所示电路T2和T4管的最大集电极电流、最大管压降和 集电极最大功耗。 解:功放管的最大集电极电流、最大管压降、最大功耗分别为 0.5A RL U CEma 34V P1max≈0.2 2R 98在图P98所示电路中,已知c=15V,T1和T2管的饱和管压降 第九章题解一7
9.6 为 了稳定输 出电压， 减小非线 性失真， 请通过电 阻 Rf 在 图 P9.4 所 示 电路中引 入合适的 负反馈； 并估算在 电压放大 倍数数值 约 为 10 的 情 况下， RF 的 取 值 。 解 ： 应 引入电压 并联负反 馈，由输 出端经反 馈电阻 Rf 接 T5 管 基 极 ， 如 解 图 P9.6 所 示 。 Rf 解 图 P9.6 在深度 负反馈情 况下，电 压放大倍 数 f 10 1 f uf ≈ − Au ≈ R R A& & R1＝ 1 kΩ ， 所 以 Rf ≈ 10 kΩ 。 9.7 估 算 图 P9.4 所示电路 T2 和 T4 管 的最大集 电极电流 、最大管 压 降 和 集 电极最大 功耗。 解 ： 功 放管的最 大集电极 电流、最 大管压降 、最大功 耗分别为 1W 2 0.2 2 34V 0.5A L 2 CC Tmax CEmax CC CES L CC CES Cmax ≈ × ≈ = − = = − = R V P V U R V U I U 9.8 在 图 P9.8 所 示电路中 ，已 知 VC C＝ 15V，T1 和 T2 管 的 饱和管压 降 │ 第九章题解－7
UcEs|=2V,输入电压足够大。求解: (1)最大不失真输出电压的有效值; (2)负载电阻R1上电流的最大值 R (3)最大输出功率Pom和效率n。 解:(1)最大不失真输出电压有效值 R R D平 R4+R 865V (2)负载电流最大值 VcC-UCES.:1.53A R4+RL 图P98 (3)最大输出功率和效率分别为 Pom 2RL 9.35W πV 4 9.9在图P9.8所示电路中,R4和Rs5可起短路保护作用。试问:当输出 因故障而短路时,晶体管的最大集电极电流和功耗各为多少? 解:当输出短路时,功放管的最大集电极电流和功耗分别为 26A R 4 P 第九章题解-8
UCES│ ＝ 2V， 输入电压 足够大。 求解： （ 1） 最 大不失真 输出电压 的有效值 ； （ 2） 负 载电阻 RL 上 电 流 的 最 大 值 ； （ 3） 最 大输出功 率 Po m 和 效 率 η 。 解 ：（ 1） 最大不失 真输出电 压有效值 8.65V 2 ( ) CC CES 4 L L om ≈ ⋅ − + = V U R R R U （ 2） 负 载电流最 大 值 1.53A 4 L CC CES Lmax ≈ + − = R R V U i 图 P9.8 （ 3） 最 大 输出功率 和效率分 别 为 64% 4 π 9.35W 2 CC CC CES 4 L 2 om om ≈ − − = ⋅ = ≈ V V U U R U P R η 9.9 在 图 P9.8 所 示电路中 ， R4 和 R5 可 起短路 保护作用 。试问： 当 输 出 因 故障而短 路时，晶 体管的最 大集电极 电流和功 耗各为多 少 ？ 解 ： 当 输出短路 时，功放 管的最大 集电极电 流和功耗 分别为 46W π 26A 4 2 2 CC Tmax 4 CC CES Cmax = ≈ ≈ − = R V P R V U i 第九章题解－8
910在图P9.10所示电路中,已知Vcc=15V,T1和T2管的饱和管压降 集成运放的最大输出电压幅值为±13V,二极管的导通电压为 0.7V D R T,8Q R 图P9.10 (1)若输入电压幅值足够大,则电路的最大输出功率为多少? (2)为了提高输入电阻,稳定输出电压,且减小非线性失真,应引入 哪种组态的交流负反馈?画出图来。 3)若U1=0.1V时,U。=5V,则反馈网络中电阻的取值约为多少? 解:(1)输出电压幅值和最大输出功率分别为 ≈13V (lomax /v2)2 10.6W RL (2)应引入电压串联负反馈,电路如解图P9.10所示 亚 D R 解图P9.10 第九章题解一9
9.10 在 图 P9.10 所 示电路中 ，已 知 VC C＝ 15V，T1 和 T2 管 的 饱和管压 降 │ UC ES│ ＝ 1V，集 成 运放的最 大输出电 压幅值为 ±13V，二 极管的导 通电压 为 0.7V。 图 P9.10 （ 1） 若 输入电压 幅值足够 大，则电 路的最大 输出功率 为多少？ （ 2） 为 了提高输 入电阻， 稳定输出 电压，且 减小非线 性失真， 应 引 入 哪 种组态的 交流负反 馈？画出 图来。 （ 3） 若 Ui＝ 0.1V 时 ， Uo＝ 5V，则反 馈网络中 电阻的取 值约为多 少 ？ 解 ：（ 1） 输出电压 幅值和最 大输出功 率分别为 10.6W ( 2) 13V L 2 Omax om Omax = ≈ ≈ R u P u （ 2）应引入 电压串联 负反馈， 电路如解 图 P9.10 所 示 。 解 图 P9.10 第九章题解－9
(3)在深度负反馈条件下,电压放大倍数为 A RR A R1=1k9,所以Rr≈49k9 9.11OTL电路如图P9.11所示。 (+24V) D D亚 图P9.11 (1)为了使得最大不失真输出电压幅值最大,静态时T2和T4管的发射 极电位应为多少?若不合适,则一般应调节哪个元件参数? (2)若T2和T4管的饱和管压降|Ucs|=3V,输入电压足够大,则电 路的最大输出功率Pom和效率n各为多少? (3)T2和T4管的lcM、U(BcEo和PcM应如何选择? 解:(1)射极电位UE=Vcc12=12V:若不合适,则应调节R2。 (2)最大输出功率和效率分别为 2CC CES 2RL cES ≈58.9% (3)T2和T4管lcM、U(gg)cEo和PcM的选择原则分别为 第九章题解-10
（ 3）在深度 负反馈条 件下，电 压放大倍 数 为 1 50 o 1 o f = ≈ + = = i u i u U U A R R U U A & & & & & & R1＝ 1 kΩ ， 所 以 Rf ≈ 49 kΩ 。 9.11 OTL 电 路如图 P9.11 所示。 图 P9.11 （ 1）为 了使得最 大不失真 输出电压 幅值最大，静态时 T2 和 T4 管 的 发 射 极 电位应为 多少？若 不合适， 则一般应 调节哪个 元件参数 ？ （ 2）若 T2 和 T4 管 的饱和管 压降│ UCES│ ＝ 3V，输 入电压足 够大，则 电 路 的最大输 出功率 Po m 和效率 η 各为多少 ？ （ 3） T2 和 T4 管 的 IC M、 U （ B R ） CEO 和 PC M 应 如何选 择 ？ 解 ：（ 1） 射极电位 UE＝ VCC /2＝ 12V； 若 不合适， 则应调节 R2。 （ 2） 最 大输出功 率和效率 分别为 58.9% 2 1 2 1 4 5.06W 2 ) 2 1 ( CC CC CES L 2 CC CES om ≈ ⋅ ⋅ − = ⋅ ≈ ⋅ − = V V U R V U P π η （ 3） T2 和 T4 管 IC M、 U （ B R ） CEO 和 PC M 的 选 择原则分 别 为 第九章题解－10