第九章功率放大电路 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 (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
第九章题解－1 第九章 功率放大电路 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 O CL 电 路 的最 大 输出 功 率为 1 W 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）× √ √
92已知电路如图P9.2所示,T1和T2管的饱和管压降|UcEs|=3V, c=15V,RL=8Ω,。选择正确答案填入空内 D R 图P92 (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.>0V B.=0V C.<0V (3)最大输出功率PoM 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-2
第九章题解－2 9.2 已知电 路如 图 P9.2 所 示， T1 和 T2 管 的 饱和 管 压降 │UCE S│ ＝3 V， VCC＝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
93在图P9.2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 PIma为多少? (3)为了使输出功率达到P。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 =24.5W RL 69.8% (2)晶体管的最大功耗 0.2×J Pmax≈0.2PoM =64W RL (3)输出功率为Pom时的输入电压有效值 CES ≈99V 9.4在图P94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UEo=0V。 T2 KTV ,RD 图P9 试问: (1)T1、T3和Ts管基极的静态电位各为多少? 第九章题解一3
第九章题解－3 9.3 在图 P9.2 所 示电 路 中， 已 知 VC C＝16 V，RL＝4Ω ， T1 和 T2 管的饱 和管压降│UCE S│＝ 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 P Tm ax 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 （2）晶体管的最 大功 耗 6.4W 2 0.2 0.2 L 2 CC T max o M = = 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 ＝0.7 V， 晶 体管 导通时的│UBE│ ＝0.7 V， T2 和 T4 管发 射 极静 态 电 位 UE Q ＝0 V。 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Ts管集电极静态电流为多少?静态时m=? (3)若静态时iB1>i3,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?你认为哪个最合适? 为什么? 解:(1)T1、T3和T5管基极的静态电位分别为 UBI=1.4V UI (2)静态时Ts管集电极电流和输入电压分别为 B=1.66mA R, l1≈las=-17.3V (3)若静态时i1>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Pom和效 率各为多少 解:最大输出功率和效率分别为 2R1 ≈ 9 CC 第九章题解-4
第九章题解－4 （2）设 R2 ＝1 0kΩ ，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 ＞iB 3， 则 应调 节 哪个 参 数可 使 i B1 ＝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 个最 合 适？ 为什么？ 解 ：（1）T1、T3 和 T5 管基 极 的静 态 电位 分 别为 UB1＝1.4V UB3＝－0.7V UB5＝－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 iB1 ＞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 │UCE S│ ＝2 V， 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 o m − = = − = V V U R V U P
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R接Ts管基极,如 解图P9.6所示 R 329o R 解图P9.6 在深度负反馈情况下,电压放大倍数 R R1 R1=1k9,所以 10k9 9.7估算图P9.4所示电路T2和T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 CE max 2VcC-JUcEs =34V 0.2× IW ma? 第九章题解-5
第九章题解－5 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 R f 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 P 9.4 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 T max CE max CC CES L CC CES Cmax = − = = − = R V P U V U R V U I
98在图P9.8所示电路中,已知Vc=15V,T1和T2管的饱和管压 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Pom和效率n 解:(1)最大不失真输出电压有效值 R R1+R1 0.5g 865V D,V √2 (2)负载电流最大值 Lmax Cs≈1.53A R+r 图P98 (3)最大输出功率和效率分别为 ≈9.35W 2RL 99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 R 4 P 46W I R4 第九章题解-6
第九章题解－6 9.8 在图 P9.8 所 示电 路 中，已 知 VC C＝15 V，T1 和 T2 管的 饱 和管 压 降│ UCE S│＝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 o m − + = 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 o m o m − − = = V V U U R U P R 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
9.10在图P9.10所示电路中,已知Icc=l5V,T1和T2管的饱和管压降 UcEs|=V,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 R (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 lo≈13v 2)2 ≈10.6W R (2)应引入电压串联负反馈,电路如解图P9.10所示。 解图P9.10 第九章题解一7
第九章题解－7 9.10 在图 P9.1 0 所示 电 路中 ，已知 V C C＝ 15V，T1 和 T2 管 的 饱和 管 压降 │UCE S│ ＝1V，集成 运 放的 最 大输 出 电压 幅 值为 ±13 V，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 P9.1 0 所示。 解 图 P9.10
(3)在深度负反馈条件下,电压放大倍数为 Au Uo,R A R1=1k9,所以Rf≈49k9 911OTL电路如图P9.11所示 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|UcEs|=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(BR)cEo和PcM应如何选择? 解:(1)射极电位U=lcc12=12V:若不合适,则应调节R2 (2)最大输出功率和效率分别为 5.06W R CES ≈58.9% (3)T2和T4管lcM、U( BR) CEO和PcM的选择原则分别为 第九章题解-8
第九章题解－8 （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 P 9.11 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 │UCE S│ ＝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 ） CE O 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 o m − = − = V V U R V U P （3）T2 和 T4 管 I CM、U （ B R ） CE O 和 P CM 的 选择 原 则分 别 为
1.5A R U J=24V (c/2)2 912己知图P9.12所示电路中T和T2管的饱和管压降|UcEs|=2V, 导通时的|UBE|=0.7V,输入电压足够大 (+20V R (1)A、B、C、D点的静态电位各为多少? (2)为了保证T2和T4管工作在放大状态,管压降|Uc|≥3V,电路 的最大输出功率Pom和效率n各为多少? 解:(1)静态电位分别为 UA=0.7,UB=9.3V,Uc=11.4V (2)最大输出功率和效率分别为 CES ≈153w 2R1 CES CC 第九章题解一9
第九章题解－9 1.82W π ( 2) 24V 1.5A 2 L 2 2 CC CM (BR)CEO CC L CC CM = = R V P U V R V I ＞ ＞ ＞ 9.12 已知图 P9.1 2 所示 电 路中 T1 和 T2 管的 饱 和管 压 降│ UCE S│＝ 2V， 导通时的│UBE│ ＝0.7 V， 输 入电 压 足够 大 。 图 P9.12 （1）A、B、C、 D 点 的 静 态电 位 各为 多 少？ （2）为了 保 证 T2 和 T4 管 工作 在 放大 状 态， 管压 降 │UCE│ ≥3 V， 电路 的最大输出功率 Po m 和 效率 η 各为 多 少？ 解 ：（1）静态电位分别为 UA＝0.7V，UB＝9.3V，UC＝11.4V，UD＝ 10V （2）最大输出功 率和 效 率分 别 为 55% 2 1 2 1 4 π 1.53W 2 ) 2 1 ( CC CC CES L 2 CC CES o m − = − = V V U R V U P
9.13图P9.13所示为两个带自举的功放电路。试分别说明输入信号正半 周和负半周时功放管输出回路电流的通路,并指出哪些元件起自举作用 图P913 解:在图(a)所示电路中,在信号的正半周,经共射电路反相,输出 级的输入为负半周,因而T2导通,电流从C4的正端经T2、地、扬声器至C4 的负端;在信号的负半周,经共射电路反相,输出级的输入为正半周,因而 T1导通,电流从+Vcc经T2、C4、扬声器至地。C2、R3起自举作用。 在图(b)所示电路中,在信号的正半周,经共射电路反相,输出级的 输入为负半周,因而T3导通,电流从十Vcc经扬声器、C2、T3至地;在信号 的负半周,经共射电路反相,输出级的输入为正半周,因而T2导通,电流从 C4的正端经扬声器、T2至C4的负端。C2、R2起自举作用。 第九章题解-10
第九章题解－10 9.13 图 P 9.1 3 所 示 为两 个 带自 举 的功 放 电路 。试分 别 说明 输 入信 号 正半 周和负半周时功放管输出回路电流的通路，并指出哪些元件起自举作用。 图 P9.13 解 ： 在图（ a）所示电路中，在信号的正半周，经共射电路反相，输出 级的 输 入为 负 半周 ， 因 而 T2 导 通， 电 流 从 C4 的 正端 经 T2 、地 、 扬声 器 至 C4 的 负端 ； 在 信 号的 负 半 周 ，经 共 射 电 路反 相 ， 输 出级 的 输 入 为 正半 周 ， 因而 T1 导通，电流从 ＋VC C 经 T2 、 C4、 扬 声器 至 地。 C2 、R3 起 自 举作 用 。 在图（ b） 所 示 电 路中 ， 在 信 号 的 正 半 周 ， 经 共射 电 路 反 相 ， 输 出 级的 输入 为 负半 周 ，因 而 T3 导 通， 电 流从 ＋VC C 经扬 声 器、 C2 、 T3 至 地 ；在 信 号 的负 半 周 ，经 共 射 电路 反 相 ，输 出 级的 输 入为 正 半周 ，因 而 T2 导通 ，电 流从 C4 的正端经扬声器 、 T2 至 C4 的 负 端。 C2 、R2 起 自举 作 用