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 W (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 D. BUCO (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Por GVCC -UcEs RL 图T9.1 第九章题解
第九章题解－1 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 1 W， 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．ICM C．ICBO D．BUCE O E．PCM F．fT （5）若图 T9.1 所示 电 路中 晶 体管 饱 和管 压 降的 数 值 为│ UCE S│ ，则 最大 输出功率 P O 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
解:(1)A(2)B(3)C (4) E(5)C 电路如图T92所示,已知T1和T2的饱和管压降 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Pom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 Cs=16W √2R n=-.CC.CES=.8% (3)电压放大倍数为 ≈11.3 Re 1.3 R R1=1kΩ,故R5至少应取10.3k9。 第九章题解-2
第九章题解－2 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│ UCE S│＝ 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 （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
题 91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)×x√ (6)×√√ 第九章题解一3
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 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|=3 Icc=15V,RL=8Ω,。选择正确答案填入空内 T 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 (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-4
第九章题解－4 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P92所示电路中,已知Vcc=16V,RL=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 PImax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 (cC -JUcE =24.5W 2R I. VCC-UcEsI=69 (2)晶体管的最大功耗 0.2 ≈02P max 2R64W (3)输出功率为Pom时的输入电压有效值 ≈99V 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|UE|=0.7V,T2和T4管发射极静态电位UEQ=0V 图P94 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T管集电极静态电流为多少?静态时=? 第九章题解-5
第九章题解－5 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 ＝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>iB3,则应调节哪个参数可使iB!=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Ts管基极的静态电位分别为 Ul1=14VUB3=-0.7VUB5=-17.3V (2)静态时Ts管集电极电流和输入电压分别为 CQ CBL= 166mA R, l1≈lps (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Pom和效 率n各为多少? 解:最大输出功率和效率分别为 =( UCESV= 4W 2RL CES 9 第九章题解-6
第九章题解－6 （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Rr接Ts管基极,如 解图P9.6所 +vce (+18 D,V 解图P9.6 在深度负反馈情况下,电压放大倍数 RR 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 CCCESI=0.5A RL UCE max=2Vcc-UcEs =34V Pmax02×C 2RL 98在图P9.8所示电路中,已知cc=15V,T1和T2管的饱和管压降 第九章题解一7
第九章题解－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 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 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│
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 R1 (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 VCC -UCES D R1+R1 R1 8.65V (2)负载电流最大值 c-bcs≈153A RA+RL 图P98 (3)最大输出功率和效率分别为 .RL 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?问:当输出 99在图P9.8所示电路中,R4和Rs可起短路保护作用。试 解:当输出短路时,功放管的最大集电极电流和功耗分别为 6A R 2 第九章题解-8
第九章题解－8 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Vcc=15V,T1和T2管的饱和管压降 UcEs|=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。 R T28Quu 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 omax≈13V 2 ≈106W R (2)应引入电压串联负反馈,电路如解图P9.10所 D,V RL 图P9.10 第九章题解一9
第九章题解－9 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 A 。≈1+R A R R1=1kΩ,所以Rf≈49k9。 9.11OTL电路如图P9.11所示 D平 十 (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P。m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Uε=Vcc12=12v:若不合适,则应调节R (2)最大输出功率和效率分别为 CC 5.06W 2RL (3)T2和T4管lcM、UcBR)cEo和PcM的选择原则分别为 第九章题解-10
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 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