功率放大器的特点

功率放大器的特点

1.输出功率要大

功率放大器的主要任务是在允许的非线性失真范围内，尽可能大的输出交流功率以推动负载工作。为此，功放管一般工作在大信号状态，以不超过管子的极限参数（ICM、

U（BR）CEO、PCM）为限度，因此功放管安全工作就成为功放的重要问题。

2.效率η要高

功率放大器的输出功率是由直流电源功率转换而来的。在转换过程中，一部分转换为负载的有用功率，即输出功率；另一部分则成为晶体管的损耗，使集电结发热。通常把这种转换称为功率放大器的效率，用η表示。

η=Po/Pe*100﹪ (6.1)

式中，Po为放大器向负载提供的交流输出功率；

PE为直流电源提供的直流功率。

功放要求高效率地工作，一方面是为了提高输出功率，另一方面是为了降低管耗

Pc=Pe-Po (6.2)



管耗过大将使功放管发热损坏。所以对于功放提高功率也是一个重要问题。



3.非线性失真要小

功率放大电路是在大信号下工作的，信号的作用范围接近晶体管的截止区和饱和区，将使功率放大器不可以避免地产生较大的非线性失真。而且同一功率管输出功率越大，非线性失真往往越严重。因此，功率放大器的输出功率，就是在规定的非线性失真范围内的最大输出功率。

4.功率管的散热和保护

(1) 功率管的散热

在功放中，晶体管的集电结消耗较大的功率使结温和管壳温度升高。当温度超过手册中规定的允许结温时，管子就会因过热而不能正常工作，甚至损坏。要充分发挥管子的潜力，就要创造一个良好的散热条件，使热阻减小，最常用的是加装散热片。散热片是由导热性能良好的金属铝制成的，其散热能力与散热片的面积、厚度、形状、放置方式、环境温度有关。此外，为了得到较好的散热效果，必须保证散热片与管壳有良好的接触，有效的接触面积尽可能大，散热片应涂成黑色，以易于吸热、散热。

(2) 功放管的保护电路

在功放电路中，为了输出较大的信号功率，功放管往往工作在大电流和高电压的情况下，功放管损坏的几率比较大，采取措施保护功放管也是功放电路要考虑的问题。限制管耗的常用方法是限制流过功放管的输出电流I0，针对这一思路，我们有相应的保护电路，这里举一个常见的二极管输出限流保护电路为例。

如图6.2所示电路中采用二极管输出限流保护电路。D3、D4是附加的限流二极管。正常情况下， D3、D4不起作用。如果正向电流过大，则RE2上的压降增大，使D3正向偏置，由截止变为导通，从而分去T2的一部分基极电流，使输出电流减小。最大输出电流约为

IcMax=Ud2/Re2 (6.3)

如果设UD3≈0.6V，RE2=10V，则IOMAX≈60MA。由于D3≈16V，具有负的温度系数，因此当环境温度升高时，二极管的正向电压降低，从而使输出电流的最大值也相应减小，这也有利于控制功放管的结温不致于升高。如果负向电流过大，则D4导通，其保护原理不再赘述。