常用的低頻功率放大器電路分析-KIA MOS管

低頻功率放大器電路

電壓放大器，任務(wù)是將微弱的信號進行電壓放大。其輸入和輸出的電壓電流都比較小，不能直接驅(qū)動功率較大的設(shè)備。為滿足要求，這就要在放大器的末級增加功率放大器。功率放大器的任務(wù)是放大信號的功率(電壓和電流都要放大)，因此屬于大信號放大器。下面介紹電子設(shè)備中常用的幾種低頻功率放大器。

雙電源互補對稱功率放大器(OCL電路)

OCL電路的電路組成如圖2-18所示。該電路主要由VT1(NPN型)和VT2(PNP型)及負載構(gòu)成，采用正、負相等的兩組電源供電，信號為Ui，從兩管的基極輸入，負載為Rl，VT1又稱為上功率輸出管，VT2稱下功率輸出管。

OCL電路的工作原理：當(dāng)信號電壓為正半周時，VT1正向?qū)ǎ琕T2截止，+VCC通過VT1的c-e結(jié)，流過負載，在負載上得到放大了的正半周信號；

當(dāng)信號電壓為負半周時，VT1截止，VT2正向?qū)ǎ?VCC流過負載和VT2的e-c結(jié)到負電源，在負載上得到放大了的負半周信號；正負半周信號在負載上合成為全波。兩管交替工作，互為補充，所以該電路稱為互補對稱電路。

這種電路輸出功率大、效率高、應(yīng)用廣，在顯示器中主要用在場輸出集成電路以及平行四邊形校正電路中。

低頻功率放大器電路

圖2-18　OCL電路原理圖

單電源互補對稱功率放大器(OTL電路)

由于OCL電路需要兩個電源，在某些場合使用多有不便，為此，可采用單電源供電的互補對稱功放電路，又稱OTL電路。如圖2-19所示即為OTL電路原理圖。

圖中，VT3為前置放大管，VT1、VT2組成互補對稱輸出級，D1、D2提供偏置，并有溫度補償作用。C1為信號輸入耦合電容，CL為輸出耦合電容。R1、R2、R3提供偏置。A點為功放中點，其正常工作電壓為VCC/2。CL容量很大，相當(dāng)于一個VCC/2的電源。

低頻功率放大器電路

圖2-19　OTL電路原理圖

OTL電路的工作原理：在Ui的負半周，VT3導(dǎo)通程度減弱，集電極電壓升高，引起VT1導(dǎo)通加強，VT2截止。VCC經(jīng)過VT1、RL對CL充電，其充電電流在負載RL上產(chǎn)生自上而下的電流(ic1)，在負載上形成輸出電壓Uo正半周。

同時，電容CL被充上了“左正右負”的電壓。在Ui的正半周，VT3導(dǎo)通程度增大，VT1截止，VT2導(dǎo)通，CL上的電壓經(jīng)Q2、RL放電，其放電電流在負載RL上產(chǎn)生自下而上的電流(ic2)，在負載上形成輸出電壓Uo負半周。其結(jié)果是在負載上得到放大了的輸出信號Uo。

該電路存在動態(tài)范圍小、最大輸出電壓幅值不夠的問題。當(dāng)VT3集電極電壓升高時，VT1因基極電位升高而導(dǎo)通，導(dǎo)通越強，中點電壓升高越多，這樣會使正偏電壓Vbe1下降，VT1動態(tài)范圍變小，最大輸出電壓偏小。

解決辦法是增加一個自舉電容C2和電阻R5，如圖2-20所示即為增加電容和電阻后的OTL電路原理圖。

加入C2后，由于其容量較大，其兩端電壓可視為不變。當(dāng)VT1導(dǎo)通使中點電壓升高時，C2正極電壓也跟著升高，使VT1基極電位升高而獲得正常偏壓，保證了VT1的大電流輸出。

電阻R5為隔離電阻，將電源與C2隔開，使C2上自舉的電壓不被電源吸收。由于加入電容器C2和電阻R5后使VT1基極電位自動升高獲得正常偏壓，所以，電容C2和電阻R5組成的電路又稱為自舉電路，C2稱為自舉升壓電容。

OTL電路被廣泛應(yīng)用在顯示器、彩電場輸出電路及各種音頻功率放大電路。

低頻功率放大器電路