GAL16V8-25QVC兩射極輸出器組成的基本互補對稱電路,(a)基本互補對稱電路 (b)由NPN管組成的射極輸出器,(c)由PNP管組成的射極輸出器

分析計算,圖8,3.2a表示圖8.3.1a電路在vi為正半周時T1的工作情況。圖中假定,

只要ubE>0,T1就開始導電,則在一周期內T1導電時間約為半周期。圖8,3.1a中T2的工作情況和T1相似,只是在信號的負半周導電。為了便于分析,將T2的特性曲線倒置在T1的右下方,并令二者在q點即ucE=ycc處重合,形成T1和T2的所謂合成曲線,如圖8.3.2b所示。這時負載線通過ycc點形成一條斜線,其斜率為-1/rl。顯然,允許的ic的最大變化范圍為2icm,vcE的變化范圍為2(ycc-7cEs)=2ycem=2rcm RL。如果忽略管子的飽和壓降ycEs,則ycem=FemRL≈ycc。

根據(jù)以上分析,不難求出工作在乙類的互補對稱電路的輸出功率、管耗、直流電源供給的功率和效率。

輸出功率用輸出電壓有效值vo和輸出電流有效值fo的乘積來表示。設輸出電壓的幅值為vom,則

Po=voio=vom/2・vom/2rl=1/2・vom2/rl    (⒏3.1)

圖8.3.1中的T1、T2可以看成工作在射極輸出器狀態(tài),Av≈1。當輸人信號足夠大,使yim=vom=ycc~ycEs≈ycc和rom=fcm時,可獲得最大輸出功率

pom=1/2・vom2/rl=1/2・vcem/rl=1/2・vcc2/rl             (8.3.2)

互補對稱電路圖解分析,(a)圖8.3.1a電路ui為正半周時T1管工作情況, (b)互補對稱電路工作情況,上式中的rcm和ycem可以分別用圖8.3.2b中的AB和BO表示,因此,ΔABO的面積就代表了工作在乙類的互補對稱電路輸出功率的大小,ΔABO的面積越大,就表明輸出功率Po也愈大。必須注意,對應于圖8,3.2b的負載線Aq,

其功率三角形面積最大，非線性失真不明顯，這是一種較理想的工作狀態(tài)，但可惜的是,負載rl是固定的,不能隨意改變,因而很難達到這種理想情況,除非采用變壓器耦合，將實際負載RL變換成所期望的值Rl,以實現(xiàn)阻抗匹配．(見習題8.4.9）

管耗PT,考慮到T1和T2在一個信號周期內各導電約180°,且通過兩管的電流和兩

管兩端的電壓ocE在數(shù)值上都分別相等(只是在時間上錯開了半個周期)。因此,為求出總管耗,只需先求出單管的損耗就行了。設輸出電壓為vo=yomsin ωt,則Tl的管耗為

PT1=1/2t0(vcc-uo)uo/rld(wt)

=1/2π(ycc-yomsin ωJ) (⒏3.3)

而兩管的管耗為

pt=pt1=pt2

乙類的互補對稱電非線性,這是一種理想的工顯功率放大電路,除非采用變壓器配。

直流電源供給的功率Pv,直流電源供給的功率Pv包括負載得到的信號功率T1、T2消耗的功率兩部分。

當ui=0時,Pv=0;當vi≠0,由式(8.3.1)和式(8.3.4)得

Pv=Po+PT

=2vccyom/trl (⒏3.5)

πRL當輸出電壓幅值達到最大,即yom≈ycc時,則得電源供給的最大功率為

2π=Pvm

效率η,一般情況下效率為

η=Po/pv=t/4・vom/vcc

當vom≈ycc時,則

η=po/pv=t/4=78.5%       (8.3.8)

這個結論是假定互補對稱電路工作在乙類、負載電阻為理想值,忽略管子的飽和壓降ycEs和輸入信號足夠大(yim≈vom≈ycc)情況下得來的,實際效率比這個數(shù)值要低些。

功率BJT的選擇,最大管耗和最大輸出功率的關系,工作在乙類的基本互補對稱電路,在靜態(tài)時,管子幾乎不取電流,管耗接近于零,因此,當輸人信號較小時,輸出功率較小,管耗也小,這是容易理解的;但能否認為,當輸人信號愈大,輸出功率也愈大,管耗就愈大呢?答案是否定的G那么,最大管耗發(fā)生在什么情況下呢?由式(8.3.3)知,管耗PT1是輸出電壓幅值yom的函數(shù),因此,可以用求極值的方法來求解。由式(⒏3.3)有

dPT1/dvom=1/rl(vcc/t-vom/2)

令dPT1/dvom=0,則vcc/t-vom/2=0

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