HIP6604BCR-T由于功率放大電路中的功率BJT常處于接近極限工作狀態(tài),因此,在選擇BJT時(shí)必須特別注意哪三個(gè)參數(shù)?

有人說(shuō):“在功率放大電路中,輸出功率最大時(shí),功放管的功率損耗也最大”。你認(rèn)為對(duì)嗎”設(shè)輸入信號(hào)為正弦波,工作在甲類(lèi)的功率放大輸出級(jí)和工作在乙類(lèi)的互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率輸出級(jí),管耗最大各發(fā)生在什么工作情況”？

與甲類(lèi)功率放大電路相比,乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路的主要優(yōu)點(diǎn)是什么?

乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路的效率在理想情況下可達(dá)到多少?

設(shè)采用雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路,如果要求最大輸出功率為5W,則每只功率BJT的最大允許管耗PcM至少應(yīng)大于多少?

前面討論了由兩個(gè)射極輸出器組成的乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路(圖8.4,1a),實(shí)際上這種電路并不能使輸出波形很好地反映輸人的變化。由于沒(méi)有直流偏置,功率管的Jb必須在|ubE|大于某一個(gè)數(shù)值(即門(mén)坎電壓,NPN硅管約為0.6V)時(shí)才有顯著變化。當(dāng)輸人信號(hào)vi低于這個(gè)數(shù)值時(shí),T1和T2都截止,jc1和fc2基本為零,負(fù)載RL上無(wú)電流通過(guò),出現(xiàn)一段死區(qū),如圖8.4.1b所示。這種現(xiàn)象稱(chēng)為交越失真。

工作在乙類(lèi)的雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路,(a)電路 (b)交越失真的波形

甲乙類(lèi)雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路,利用圖8.4.2所示的偏置電路是克服交越失真的一種方法。由圖可見(jiàn),T3甲乙補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功電路組成前置放大級(jí),T1和T2組成互補(bǔ)輸出級(jí)。靜態(tài)時(shí),在D1、D2上產(chǎn)生的壓降為T(mén)1、T2提供了一個(gè)適當(dāng)?shù)钠珘?使之處于微導(dǎo)通狀態(tài)。由于電路對(duì)稱(chēng),靜態(tài)時(shí)ic1=i12,fL=0,uo=0。而有信號(hào)時(shí),由于電路工作在甲乙類(lèi),即使vi很小(D1和D2的交流電阻也小),基本上可線性地進(jìn)行放大。

上述偏置方法的缺點(diǎn)是,其偏置電壓不易調(diào)整。而在圖8,4.3中,流人T4的基極電流遠(yuǎn)小于流過(guò)凡、R2的電流,則由圖可求出vcE4=vbE4(R1+R2)/R2,因此,利用T4管的vbE4基本為一固定值(硅管約為0.6~0.7Ⅴ),只要適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2的比值,就可改變Tl、T2的偏壓值。這種方法,在集成電路中經(jīng)常用到。

在圖8.4.2的基礎(chǔ)上,令-vcc=0,并在輸出端與負(fù)載RL之間加接一大電容C,就得到圖8.4.4所示單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)原理電路①。由圖可見(jiàn),在輸人信號(hào)ui=0時(shí),由于電路對(duì)稱(chēng),Jcl=jc2,jL=o,vo=0,從而使K點(diǎn)電位yK=yc(電容C兩端電壓)≈ycc/2。

這種電路的輸出通過(guò)電容C與負(fù)載RL相耦合,而不用變壓器,因而稱(chēng)為0TL電路,0TL是0utput Transformcrlcss(無(wú)輸出變壓器)的縮寫(xiě),與此相對(duì)應(yīng),前面討論的雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功放電路稱(chēng)為0CL電路.0GL為0ulput Capacitorlcss(無(wú)輸出電容器)的縮寫(xiě)。

在單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路中,能用式(8.3.1)~(⒏3,11)直接計(jì)算輸出功率、管耗、電源供給的功率、效率和選擇管子嗎?

功率器件的散熱與功率BJT的二次擊穿問(wèn)題,功率器件(含BJT和MOSFET)都存在散熱問(wèn)題,現(xiàn)以功率BJT為例進(jìn)行說(shuō)明。

典型的功率BJT外形如圖8.5.1所示。通常BJT有一個(gè)大面積的集電結(jié),為了使熱傳導(dǎo)達(dá)到理想情況,BJT的集電極襯底與它的金屬外殼保持良好的接觸。

功率BJT外形圖,功率BJT的散熱是重要問(wèn)題,在功率放大電路中,給負(fù)載輸送功率的同時(shí),管子本身也要消耗一部分功率。管子消耗的功率直接表現(xiàn)在使管子的結(jié)溫升高。當(dāng)結(jié)溫升高到一定程度(鍺管一般約為90℃,硅管約為150℃)以后,就會(huì)使管子損壞,因而輸出功率受到管子允許的最大集電極損耗的限制。值得注意的是,管子允許的功耗與管子的散熱情況有密切的關(guān)系。如果采取適當(dāng)?shù)纳岽胧?就有可能充分發(fā)揮管子的潛力,增加功率管的輸出功率。反之,就有可能使BJT由于結(jié)溫升高而被損壞。所以研究功率BJT的散熱問(wèn)題,是一個(gè)重要問(wèn)題。

表征散熱能力的重要參數(shù)一熱阻,熱的傳導(dǎo)路徑,稱(chēng)為熱路。阻礙熱傳導(dǎo)的阻力稱(chēng)為熱阻。真空不易傳熱,即熱阻大;金屬的傳熱性好,即熱阻小。在一定程度上,熱路可與電路比對(duì),熱阻可與電阻比對(duì)。